JP2005104025A - Laminated film with gas barrier properties and image display element using this laminated film - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laminated film with gas barrier properties which shows high flexing resistance/heat resistance and high gas barrier performance, and an image display element which uses the laminated film with gas barrier properties as a substrate and shows high definition/durability. <P>SOLUTION: This laminated film with gas barrier properties has at least one inorganic layer and one layer of polysilsesquioxane (a defect compensating layer), laminated on a base material film. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、優れた耐熱性、耐久性及びガスバリア性を兼ね備えた積層フィルム、並びに該積層フィルムを基板として用いた有機エレクトロルミネッセンス素子(以下「有機EL素子」という)や液晶表示素子などの画像表示素子に関する。特に本発明は、フレキシブルな支持体を用いたガスバリア性積層フィルム基板及び画像表示素子に関する。   The present invention relates to a laminated film having excellent heat resistance, durability, and gas barrier properties, and an image display such as an organic electroluminescence element (hereinafter referred to as “organic EL element”) or a liquid crystal display element using the laminated film as a substrate. It relates to an element. In particular, the present invention relates to a gas barrier laminate film substrate and an image display element using a flexible support.

パソコンや携帯用情報端末の普及に伴い、軽くて薄い電子ディスプレイの需要が急増している。現在、最も普及している液晶表示素子、及び自己発色性による視認性の高さから最近注目されている有機EL素子の基板は、主としてガラス基板が用いられている。素子の軽量化、衝撃に対する耐久性、柔軟性などの観点からは、液晶表素子や有機EL素子における基板は、フレキシブルなプラスチック基板を用いることが好ましい。しかしながら、プラスチック基板は、ガラス基板と比べて耐熱性やガスバリア性が劣るため、高精細なパターンを作製する場合には不向きであり、さらに耐久性も欠けるという欠点があった。   With the spread of personal computers and portable information terminals, the demand for light and thin electronic displays is increasing rapidly. At present, a glass substrate is mainly used as the substrate of the most popular liquid crystal display element and the organic EL element which has recently attracted attention because of its high visibility due to self-coloring. From the viewpoints of weight reduction of the element, durability against impact, flexibility, and the like, it is preferable to use a flexible plastic substrate as the substrate in the liquid crystal surface element or the organic EL element. However, since the plastic substrate is inferior in heat resistance and gas barrier property as compared with the glass substrate, it is unsuitable for producing a high-definition pattern and further has a drawback that it lacks durability.

このようなプラスチック基板における欠点を改善するための研究がこれまで数多く報告されている。例えば、ガスバリア性を改善する技術としては、下記の特許文献が報告されている(特許文献1〜6参照)。   Many studies have been reported so far to improve such defects in plastic substrates. For example, the following patent documents have been reported as techniques for improving gas barrier properties (see Patent Documents 1 to 6).

特許文献1は、層状化合物を含有する層を有する多層構造プラスチック基板を液晶表示装置に用いた例を開示する。特許文献1には、層状化合物を使用することにより耐熱性、硬度、耐透気性を改善できる旨が記載されている。しかしながら、ガスバリア性は十分なものとはいえず、さらなる改良が必要とされていた。   Patent Document 1 discloses an example in which a multilayer plastic substrate having a layer containing a layered compound is used for a liquid crystal display device. Patent Document 1 describes that heat resistance, hardness, and air resistance can be improved by using a layered compound. However, the gas barrier properties are not sufficient, and further improvements are required.

また、特許文献2は、防湿性と酸素バリア性を両立させるために、ポリオレフィン系樹脂層間に、特定のアスペクト比を有する層状無機化合物と樹脂よりなる組成物層を設けた積層フィルムを開示する。さらに、特許文献3は、アルコキシドの部分加水分解重縮合物と水溶性高分子との混合物からなるガスバリア層を有するフィルムを開示する。しかし、これらのフィルムは、いずれも高湿度下における酸素バリア性が十分ではなく、高温条件下で用いられる晶表示基板や有機ELの基板に使用するためには、積層フィルムのガスバリア性をさらに改良する必要があった。   Patent Document 2 discloses a laminated film in which a composition layer composed of a layered inorganic compound having a specific aspect ratio and a resin is provided between polyolefin resin layers in order to achieve both moisture resistance and oxygen barrier properties. Further, Patent Document 3 discloses a film having a gas barrier layer made of a mixture of a partially hydrolyzed polycondensate of alkoxide and a water-soluble polymer. However, none of these films have sufficient oxygen barrier properties under high humidity, and the gas barrier properties of laminated films have been further improved for use in crystal display substrates and organic EL substrates used under high temperature conditions. There was a need to do.

一方、特許文献4は、ポリマー層と無機層とを組み合わせた有機EL素子用基材を開示する。しかし、この基板のポリマー層と無機層との密着性は満足できるものではなかった。さらに、この基板のポリマー層は、アクティブマトリクス型画像素子作製時のTFTを設置する際に求められる隣接層との線膨張係数差等に起因する耐熱性は十分ではなく、更なる改良が必要であった。   On the other hand, Patent Document 4 discloses a substrate for an organic EL element in which a polymer layer and an inorganic layer are combined. However, the adhesion between the polymer layer and the inorganic layer of this substrate was not satisfactory. Furthermore, the polymer layer of this substrate does not have sufficient heat resistance due to the difference in coefficient of linear expansion from the adjacent layer required when installing TFTs during the production of active matrix image elements, and further improvement is required. there were.

さらに、特許文献5は、有機無機ハイブリッドポリマー層と無機層を組み合わせたガスバリア性積層フィルムを開示する。しかし、このフィルムのガスバリア性のレベルは十分でなく更なる改良が望まれていた。   Further, Patent Document 5 discloses a gas barrier laminate film in which an organic-inorganic hybrid polymer layer and an inorganic layer are combined. However, the level of gas barrier properties of this film is not sufficient, and further improvement has been desired.

さらに、特許文献6は、有機層と無機層を交互に積層したガスバリア性積層フィルムを開示する。しかし、このフィルムでは屈曲性はある程度改善できるものの、有機層の耐熱性は不十分であり、更なる改良が望まれていた。
特開2001−205743号公報(第3頁[0012]〜第10頁[0062]) 特開平7−251489号公報(第3頁[0005]〜第8頁[0034]) 特開2000−343659号公報(第2頁[0010]〜第7頁[0058]) 米国特許第6268695号公報(第4頁[2−5]〜第5頁[4−49]) 特開2002−301793号(第4頁[0010]〜第13頁[0126]) 特開2003−53881号(第3頁[0006]〜第4頁[0008])
Furthermore, Patent Document 6 discloses a gas barrier laminate film in which organic layers and inorganic layers are alternately laminated. However, although this film can improve the flexibility to some extent, the heat resistance of the organic layer is insufficient, and further improvement has been desired.
JP 2001-205743 A (page 3 [0012] to page 10 [0062]) JP 7-251489 A (3rd page [0005] to 8th page [0034]) JP 2000-343659 A (2nd page [0010] to 7th page [0058]) US Pat. No. 6,268,695 (4th page [2-5] to 5th page [4-49]) JP 2002-301793 (page 4 [0010] to page 13 [0126]) JP 2003-53881 A (page 3 [0006] to page 4 [0008])

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の第一の目的は、優れた耐久性、耐熱性及びガスバリア性を兼ね備えたガスバリア性積層フィルムを提供することにある。また、本発明の第二の目的は、前記ガスバリア性積層フィルムを用いた、高精細及び高耐久性を有する画像表示素子を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and a first object of the present invention is to provide a gas barrier laminate film having excellent durability, heat resistance and gas barrier properties. A second object of the present invention is to provide an image display element having high definition and high durability using the gas barrier laminate film.

本発明者は、耐屈曲性、耐熱性に優れ、かつ高ガスバリア性能を有するフィルムの開発を鋭意検討した。その結果、ポリシルセスキオキサンを用いることにより耐屈曲性、耐熱性及びガスバリア性の全てを満足するガスバリアフィルムの開発に成功し、本発明を完成するに至った。   The inventor diligently studied the development of a film having excellent flex resistance and heat resistance and high gas barrier performance. As a result, the use of polysilsesquioxane succeeded in the development of a gas barrier film satisfying all of bending resistance, heat resistance and gas barrier properties, thereby completing the present invention.

すなわち、本発明の第一の目的は、基材フィルム上に、少なくとも1層の無機層と、少なくとも1層のポリシルセスキオキサンを含有する層とを有するガスバリア性積層フィルムにより達成される。   That is, the first object of the present invention is achieved by a gas barrier laminate film having at least one inorganic layer and at least one layer containing polysilsesquioxane on the base film.

本発明のガスバリア性積層フィルムは、前記無機層とポリシルセスキオキサンを含有する層とをこの順に前記基材フィルム上に有することが好ましい。   The gas barrier laminate film of the present invention preferably has the inorganic layer and a layer containing polysilsesquioxane on the base film in this order.

さらに、本発明のガスバリア性積層フィルムは、前記ポリシルセスキオキサンが籠型ポリシルセスキオキサン又はその部分開裂構造体であることが好ましい。   Furthermore, in the gas barrier laminate film of the present invention, the polysilsesquioxane is preferably a cage polysilsesquioxane or a partial cleavage structure thereof.

さらに、本発明のガスバリア性積層フィルムは、前記ポリシルセスキオキサンを含有する層が重合性官能基を有するポリシルセスキオキサンと多官能モノマーとの共重合体を含む層であることが好ましい。   Furthermore, in the gas barrier laminate film of the present invention, the layer containing polysilsesquioxane is preferably a layer containing a copolymer of polysilsesquioxane having a polymerizable functional group and a polyfunctional monomer. .

さらに、本発明のガスバリア性積層フィルムは、前記基材フィルムが無機層状化合物を含有することが好ましい。   Furthermore, in the gas barrier laminate film of the present invention, the base film preferably contains an inorganic layered compound.

さらに、本発明のガスバリア性積層フィルムは、38℃、相対湿度90%における酸素透過率が0.01ml/m2・day・atm以下であり、かつ38℃、相対湿度90%における水蒸気透過率が0.01g/m2・day以下であることが好ましい。 Furthermore, the gas barrier laminate film of the present invention has an oxygen transmission rate of 0.01 ml / m 2 · day · atm or less at 38 ° C. and a relative humidity of 90%, and has a water vapor transmission rate of 38 ° C. and a relative humidity of 90%. It is preferably 0.01 g / m 2 · day or less.

また、本発明の第二の目的は、前記ガスバリア性積層フィルムを基板として用いた画像表示素子により達成される。   The second object of the present invention is achieved by an image display device using the gas barrier laminate film as a substrate.

本発明は、ポリシルセスキオキサンを含む層(ここでは欠陥補填層とも記載する)を無機薄膜層上に積層させる。この構成により高いガスバリア性能、特に耐屈曲性及び耐熱性に優れたガスバリア性積層フィルムを得ることができる。   In the present invention, a layer containing polysilsesquioxane (herein also referred to as a defect filling layer) is laminated on an inorganic thin film layer. With this configuration, it is possible to obtain a gas barrier laminate film having high gas barrier performance, particularly excellent bending resistance and heat resistance.

さらに、本発明の画像表示素子は、本発明のガスバリア性積層フィルムを有するため、本発明であればフレキシブル支持体を用いた高精細及び高耐久性を有する液晶表示装置、有機EL素子などの画像表示素子を提供することができる。   Furthermore, since the image display element of the present invention has the gas barrier laminate film of the present invention, if it is the present invention, an image of a liquid crystal display device having high definition and high durability using a flexible support, an organic EL element, etc. A display element can be provided.

以下に本発明のガスバリア性積層フィルム及び該フィルムを用いた画像表示素子について詳細に説明する。   The gas barrier laminate film of the present invention and an image display device using the film will be described in detail below.

[ガスバリア性積層フィルム]
本発明のガスバリア性積層フィルムは、基材フィルム上に、少なくとも1層の無機層と少なくとも1層のポリシルセスキオキサンを含有する層とを有する。すなわち、本発明のガスバリア性積層フィルムは、ポリシルセスキオキサンを含有する層(欠陥補填層)を適用することにより、無機層に存在する「欠陥」を補填すると同時に、ガスバリアフィルムに耐熱性、屈曲性及びガスバリア性を付与することができる。
なお、本明細書において無機層とポリシルセスキオキサンを含有する層(欠陥補填層)とからなる積層体を「ガスバリアコート層」ともいう。
[Gas barrier laminate film]
The gas barrier laminate film of the present invention has at least one inorganic layer and at least one layer containing polysilsesquioxane on the base film. That is, the gas barrier laminate film of the present invention is applied with a layer containing polysilsesquioxane (defect filling layer), so as to compensate for “defects” present in the inorganic layer, and at the same time, heat resistant to the gas barrier film. Flexibility and gas barrier properties can be imparted.
In addition, in this specification, the laminated body which consists of an inorganic layer and the layer (defect filling layer) containing polysilsesquioxane is also called "gas barrier coating layer."

<ポリシルセスキオキサンを含む層>
本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、ポリシルセスキオキサンを主成分とする層であり、欠陥を補填する効果があることから、ここでは欠陥補填層とも記載する。
<Layer containing polysilsesquioxane>
In the gas barrier laminate film of the present invention, it is a layer containing polysilsesquioxane as a main component and has an effect of compensating for defects, and is also referred to as a defect compensation layer here.

(ポリシルセスキオキサン)
本発明で用いるポリシルセスキオキサンについて説明する。ポリシルセスキオキサンはシルセスキオキサンを構造単位に含む化合物である。「シルセスキオキサン」とは、[RSiO3/2]で表される化合物であり、通常、RSiX3(Rは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラアルキル基等であり、Xは、ハロゲン、アルコキシ基等である)型化合物が加水分解−重縮合して合成されるポリシロキサンである。シスセスオキサンの分子配列の形状としては、代表的には無定形構造、ラダー状構造、籠型構造又はその部分開裂構造体(籠型構造からケイ素原子が一原子欠けた構造や籠状構造の一部ケイ素−酸素結合が切断された構造)等が知られている。無定形構造及びラダー状構造を有するポリシルセスキオキサンの場合は、シルセスキオキサンをモノマー単位としてポリマーの形で欠陥補填層に存在する。また、籠型構造又はその部分開裂構造を有するポリシルセスキオキサンの場合は、1つの構造を有するシルセスキオキサンを複数個含む形で欠陥補填層に存在する。
本発明では、上記シルセスキオキサンの中でも特に、籠型ポリシルセスキオキサン及びその部分開裂構造体を好ましく用いることができる。
(Polysilsesquioxane)
The polysilsesquioxane used in the present invention will be described. Polysilsesquioxane is a compound containing silsesquioxane in a structural unit. The “silsesquioxane” is a compound represented by [RSiO 3/2 ], and is usually RSiX 3 (R is a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an araalkyl group, etc. Is a polysiloxane synthesized by hydrolysis-polycondensation of a type compound (such as a halogen or an alkoxy group). The shape of the molecular arrangement of cissesoxane is typically an amorphous structure, a ladder structure, a cage structure or a partially cleaved structure thereof (a structure in which one silicon atom is missing from the cage structure or a part of the cage structure) A structure in which a silicon-oxygen bond is broken is known. In the case of polysilsesquioxane having an amorphous structure and a ladder-like structure, it exists in the defect filling layer in the form of a polymer with silsesquioxane as a monomer unit. Further, in the case of a polysilsesquioxane having a cage structure or a partial cleavage structure thereof, the polysilsesquioxane is present in the defect filling layer in a form including a plurality of silsesquioxanes having one structure.
In the present invention, among the silsesquioxanes, a cage polysilsesquioxane and a partial cleavage structure thereof can be preferably used.

籠型シルセスキオキサンの例としては、[RSiO3/2]8 の化学式で表される下記一般式(1)のシルセスキオキサン、[RSiO3/2]10 の化学式で表される下記一般式(2)のシルセスキオキサン、[RSiO3/2]12 の化学式で表される下記一般式(3)のシルセスキオキサン、[RSiO3/2]14 の化学式で表される下記一般式(4)のシルセスキオキサン、[RSiO3/2]16 の化学式で表される下記一般式(5)のシルセスキオキサンが挙げられる。 Examples of the cage silsesquioxane include silsesquioxane of the following general formula (1) represented by the chemical formula of [RSiO 3/2 ] 8 and the following formula represented by the chemical formula of [RSiO 3/2 ] 10 Silsesquioxane of general formula (2), represented by chemical formula of [RSiO 3/2 ] 12 Silsesquioxane of general formula (3), represented by chemical formula of [RSiO 3/2 ] 14 Examples thereof include silsesquioxane of the general formula (4) and silsesquioxane of the following general formula (5) represented by a chemical formula of [RSiO 3/2 ] 16 .

Figure 2005104025
Figure 2005104025

[RSiO3/2]n で表される籠型シルセスキオキサンにおけるnの値としては、6から20の整数であり、好ましくは8、10又は12であり、特に好ましくは8又は8、10及び12の混合物である。また、籠型シルセスキオキサンの一部のケイ素−酸素結合が部分的に開裂した[RSiO3/2]n-m(O1/2H)2+m(nは6〜20の整数であり、mは0又は1である。)で表される籠型シルセスキオキサンの好ましい例としては、一般式(1)の一部が開裂したトリシラノール体、[RSiO3/2]7(O1/2H)3 で表わされる下記一般式(6)のシルセスキオキサン、[RSiO3/2]8(O1/2H)2 の化学式で表される下記一般式(7)のシルセスキオキサン、[RSiO3/2]8(O1/2H)2 の化学式で表される下記一般式(8)のシルセスキオキサンが挙げられる。 The value of n in the cage silsesquioxane represented by [RSiO 3/2 ] n is an integer of 6 to 20, preferably 8, 10 or 12, particularly preferably 8 or 8, 10 And 12 mixtures. In addition, [RSiO 3/2 ] nm (O 1/2 H) 2 + m (n is an integer of 6 to 20) in which part of the silicon-oxygen bond of the cage silsesquioxane is partially cleaved. m is 0 or 1. As a preferable example of the cage silsesquioxane represented by the formula (1), a trisilanol compound in which a part of the general formula (1) is cleaved, [RSiO 3/2 ] 7 (O 1 / 2 H) 3 silsesquioxane of the following general formula (6), silsesquioxane of the following general formula (7) represented by the chemical formula of [RSiO 3/2 ] 8 (O 1/2 H) 2 Oxane, silsesquioxane of the following general formula (8) represented by the chemical formula of [RSiO 3/2 ] 8 (O 1/2 H) 2 may be mentioned.

Figure 2005104025
Figure 2005104025

上記一般式(1)〜(8)におけるRは、水素原子、炭素数1〜20の飽和炭化水素基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数7〜20のアラアルキル基、炭素数6〜20のアリール基が挙げられる。中でもRは重合反応が可能な重合性官能基であることが好ましい。   R in the general formulas (1) to (8) is a hydrogen atom, a saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an araalkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms. There are 20 aryl groups. Among these, R is preferably a polymerizable functional group capable of polymerization reaction.

炭素数1〜20の飽和炭化水素基の例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、ブチル基(n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、sec−ブチル基等)、ペンチル基(n−ペンチル基、i−ペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基等)、ヘキシル基(n?ヘキシル基、i−ヘキシル基、シクロヘキシル基等)、ヘプチル基(n−ヘプチル基、i−ヘプチル基等)、オクチル基(n−オクチル基、i−オクチル基、t−オクチル基等)、ノニル基(n−ノニル基、i−ノニル基等)、デシル基(n−デシル基、i−デシル基等)、ウンデシル基(n−ウンデシル基、i−ウンデシル基等)、ドデシル基(n−ドデシル基、i−ドデシル基等)などが挙げられる。成形時の溶融流動性、難燃性及び操作性のバランスを考慮すると、好ましくは炭素数1〜16の飽和炭化水素であり、特に好ましくは炭素数1〜12の飽和炭化水素である。   Examples of the saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, butyl group (n-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, sec -Butyl group, etc.), pentyl group (n-pentyl group, i-pentyl group, neopentyl group, cyclopentyl group, etc.), hexyl group (n? Hexyl group, i-hexyl group, cyclohexyl group etc.), heptyl group (n- Heptyl group, i-heptyl group, etc.), octyl group (n-octyl group, i-octyl group, t-octyl group, etc.), nonyl group (n-nonyl group, i-nonyl group, etc.), decyl group (n- Decyl group, i-decyl group, etc.), undecyl group (n-undecyl group, i-undecyl group, etc.), dodecyl group (n-dodecyl group, i-dodecyl group, etc.) and the like. In consideration of the balance of melt fluidity, flame retardancy and operability during molding, it is preferably a saturated hydrocarbon having 1 to 16 carbon atoms, particularly preferably a saturated hydrocarbon having 1 to 12 carbon atoms.

炭素数2〜20のアルケニル基としては、非環式アルケニル基及び環式アルケニル基が挙げられる。その例としては、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘキセニルエチル基、ノルボルネニルエチル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基などが挙げられる。成形時の溶融流動性、難燃性及び操作性のバランスを考慮すると、好ましくは炭素数2〜16のアルケニル基であり、特に好ましくは炭素数2〜12のアルケニル基である。   Examples of the alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms include acyclic alkenyl groups and cyclic alkenyl groups. Examples thereof include vinyl group, propenyl group, butenyl group, pentenyl group, hexenyl group, cyclohexenyl group, cyclohexenylethyl group, norbornenylethyl group, heptenyl group, octenyl group, nonenyl group, decenyl group, undecenyl group, A dodecenyl group etc. are mentioned. In consideration of the balance of melt fluidity, flame retardancy and operability during molding, an alkenyl group having 2 to 16 carbon atoms is preferable, and an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms is particularly preferable.

炭素数7〜20のアラアルキル基の例としては、ベンジル基、フェネチル基又は炭素数1〜13、好ましくは炭素数1〜8のアルキル基のうち1置換又は複数置換されたベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。   Examples of the aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms include a benzyl group, a phenethyl group, or a benzyl group, a phenethyl group, etc., which are substituted by 1 or more carbon atoms among alkyl groups having 1 to 13 carbon atoms, preferably 1 to 8 carbon atoms. Is mentioned.

炭素数6〜20のアリール基の例としては、フェニル基、トリル基又は炭素数1〜14、好ましくは炭素数1〜8のアルキル基で置換されたフェニル基、トリル基、キシリル基等が挙げられる。   Examples of the aryl group having 6 to 20 carbon atoms include a phenyl group, a tolyl group, or a phenyl group substituted with an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, preferably 1 to 8 carbon atoms, a tolyl group, and a xylyl group. It is done.

上記の籠型シルセスキオキサン類は、Aldrich社、Hybrid Plastic社、チッソ株式会社、アヅマックス社等から市販されている化合物をそのまま用いてもよく、また、Journal of American Chemical Society誌、第111巻、1741頁(1989年)等に基づいて合成された化合物を用いてもよい。   As the above-mentioned cage silsesquioxanes, compounds commercially available from Aldrich, Hybrid Plastic, Chisso, Amax, etc. may be used as they are, and Journal of American Chemical Society, Vol. 111 1741 (1989), etc., may be used.

ポリシルセスキオキサンの籠型構造の部分開裂構造体とは、[RSiO3/2]8 の化学式で表される一つの籠型ユニットからSi−O−Si結合が開裂して生成したSi−OHが3個以下の化合物、又は[RSiO3/2]8 の化学式で表される閉じた籠型構造の中からSi原子の欠損が一つ以下の化合物を示す。 The partial cleavage structure of a polysilsesquioxane cage structure is a Si-O-Si bond generated by cleavage of a Si-O-Si bond from one cage unit represented by the chemical formula [RSiO 3/2 ] 8. A compound having 3 or less OH, or a compound having 1 or less Si atom deficiency in a closed cage structure represented by the chemical formula [RSiO 3/2 ] 8 .

上記ポリシルセスキオキサンは、官能基Rと反応可能なバインダーと混合して用いることが好ましい。反応可能なバインダーとしては、熱硬化性樹脂や放射線硬化性樹脂が挙げられる。   The polysilsesquioxane is preferably used by mixing with a binder capable of reacting with the functional group R. Examples of the reactive binder include a thermosetting resin and a radiation curable resin.

熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂及び放射線硬化性樹脂が挙げられる。
エポキシ系樹脂としては、ポリフェノ−ル型、ビスフェノール型、ハロゲン化ビスフェノール型、ノボラック型のものが挙げられる。エポキシ系樹脂を硬化させるための硬化剤は、公知の硬化剤を用いることができる。例えば、アミン系、ポリアミノアミド系、酸及び酸無水物、イミダゾール、メルカプタン、フェノール樹脂等の硬化剤が挙げられる。中でも耐溶剤性、光学特性、熱特性等の観点から、酸無水物及び酸無水物構造を含むポリマー又は脂肪族アミン類が好ましく用いられ、酸無水物及び酸無水物構造を含むポリマーが特に好ましく用いられる。さらに、公知の第三アミン類やイミダゾール類等の硬化触媒を適量加えることが好ましい。
Examples of the thermosetting resin include epoxy resins and radiation curable resins.
Examples of the epoxy resin include polyphenol type, bisphenol type, halogenated bisphenol type, and novolac type. A known curing agent can be used as the curing agent for curing the epoxy resin. Examples thereof include curing agents such as amines, polyaminoamides, acids and acid anhydrides, imidazoles, mercaptans, and phenol resins. Among them, from the viewpoint of solvent resistance, optical properties, thermal properties, etc., polymers containing acid anhydrides and acid anhydride structures or aliphatic amines are preferably used, and polymers containing acid anhydrides and acid anhydride structures are particularly preferred. Used. Furthermore, it is preferable to add an appropriate amount of a known curing catalyst such as tertiary amines and imidazoles.

放射線硬化性樹脂は、紫外線や電子線等の放射線を照射することにより硬化が進行する樹脂であり、具体的には分子又は単体構造内にアクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基等の不飽和二重結合を含む樹脂である。これらの中でも特に、アクリロイル基を含むアクリル系樹脂が好ましい。放射線硬化性樹脂は、一種類の樹脂を用いても、数種の樹脂を混合して用いてもよいが、分子又は単位構造内に2個以上のアクリロイル基を有するアクリル系樹脂を用いることが好ましい。こうした多官能アクリレート樹脂としては、例えば、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ウレタンアクリレート、エステルアクリレート、エポキシアクリレート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   A radiation curable resin is a resin that cures when irradiated with radiation such as ultraviolet rays and electron beams. Specifically, it is an unsaturated double molecule such as an acryloyl group, a methacryloyl group, or a vinyl group in a molecule or a single structure. A resin containing a bond. Among these, an acrylic resin containing an acryloyl group is particularly preferable. The radiation curable resin may be one kind of resin or a mixture of several kinds of resins, but it is preferable to use an acrylic resin having two or more acryloyl groups in the molecule or unit structure. preferable. Examples of such polyfunctional acrylate resins include, but are not limited to, dipentaerythritol hexaacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, urethane acrylate, ester acrylate, epoxy acrylate, and the like.

これらの放射線硬化性樹脂には、紫外線硬化法を用いる場合には、前述の放射線硬化性樹脂に公知の光反応開始剤を適量添加する。   In the case of using an ultraviolet curing method, an appropriate amount of a known photoreaction initiator is added to these radiation curable resins.

本発明のシルセスキオキサンを含む層(欠陥補填層)は、上記シルセスキオキサンとバインダーとの組み合わせは、重合性官能基を有するシルセスキオキサンと多官能モノマーとの共重合体からなる層であることが好ましい。シルセスキオキサンの重合性官能基Rと共重合可能なバインダーとの組み合わせは、Rがアクリロイル基であり、反応可能なバインダーが多官能アクリレートである態様が好ましい。また、Rがエポキシ基であり、反応可能なバインダーが多官能エポキシである態様も好ましい。   In the layer containing the silsesquioxane of the present invention (defect filling layer), the combination of the silsesquioxane and the binder is composed of a copolymer of a silsesquioxane having a polymerizable functional group and a polyfunctional monomer. A layer is preferred. The combination of the polymerizable functional group R of silsesquioxane and the copolymerizable binder is preferably such that R is an acryloyl group and the reactive binder is a polyfunctional acrylate. Also preferred is an embodiment in which R is an epoxy group and the reactive binder is a polyfunctional epoxy.

上記エポキシ系樹脂及び放射線硬化性樹脂には、さらにシルセスキオキサンとの相互作用を強めるために、アルコキシシランの加水分解物やシランカップリング剤を混合してもよい。シランカップリング剤としては、一方にメトキシ基、エトキシ基、アセトキシ基等の加水分解可能な反応基を持ち、もう一方にはエポキシ基、ビニル基、アミノ基、ハロゲン基、メルカプト基を有するものが好ましい。この場合、特に好ましくは主成分樹脂に固定するため、同じ反応基を持つビニル基を有するものであり、例えば、信越化学工業(株)のKBM−503、KBM−803、日本ユニカー(株)製のA−187などが用いられる。これらの添加量は0.2〜3質量%であることが好ましい。   In order to further enhance the interaction with silsesquioxane, the epoxy resin and the radiation curable resin may be mixed with a hydrolyzate of alkoxysilane or a silane coupling agent. As the silane coupling agent, one having a hydrolyzable reactive group such as a methoxy group, an ethoxy group, or an acetoxy group and the other having an epoxy group, a vinyl group, an amino group, a halogen group, or a mercapto group. preferable. In this case, it is particularly preferable to have a vinyl group having the same reactive group for fixing to the main component resin. For example, KBM-503 and KBM-803 of Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd. A-187 or the like is used. These addition amounts are preferably 0.2 to 3% by mass.

欠陥補填層中のポリシルセスキオキサンの含有率は、50〜100質量%であることが適当であり、60〜90質量%であることが好ましい。ポリシルセスキオキサンの含有率が50〜100質量%であれば、良好な耐熱性及びガスバリア性を有するガスバリア性積層フィルムが得られる。   The content of polysilsesquioxane in the defect filling layer is suitably 50 to 100% by mass, and preferably 60 to 90% by mass. If the content of polysilsesquioxane is 50 to 100% by mass, a gas barrier laminate film having good heat resistance and gas barrier properties can be obtained.

本発明におけるポリシルセスキオキサンを含有する層(欠陥補填層)の厚みは特に限定されないが、10nm〜5μmの範囲であることが好ましく、10nm〜2μmの範囲であることがより好ましく、10nm〜0.5μmの範囲であることがさらに好ましい。欠陥補填層の厚みが薄すぎると、厚みの均一性を得ることが困難となるため、無機層の構造欠陥を効率よく欠陥補填層で埋めることができずに、バリア性の向上は見られない。逆に欠陥補填層の厚みが厚すぎると、曲げ等の外力により欠陥補填層がクラックを発生し易くなるためバリア性が低下してしまう不具合が発生する。   The thickness of the polysilsesquioxane-containing layer (defect filling layer) in the present invention is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 nm to 5 μm, more preferably in the range of 10 nm to 2 μm, and 10 nm to More preferably, it is in the range of 0.5 μm. If the thickness of the defect filling layer is too thin, it will be difficult to obtain a uniform thickness. Therefore, structural defects in the inorganic layer cannot be efficiently filled with the defect filling layer, and no improvement in barrier properties is observed. . On the other hand, if the thickness of the defect compensation layer is too thick, the defect compensation layer is liable to crack due to an external force such as bending, which causes a problem that the barrier property is lowered.

本発明の欠陥補填層を形成する方法としては、塗布による方法、真空成膜法等を挙げることができる。真空成膜法としては、特に制限はないが、蒸着、プラズマCVD等の成膜方法が好ましく、有機物質モノマーの成膜速度を制御しやすい抵抗加熱蒸着法がより好ましい。本発明の有機物質モノマーの架橋方法は何ら制限されないが、活性エネルギー線照射による電子線や紫外線等による架橋が、真空槽内に容易に取り付けられる点や架橋反応による高分子量化が迅速である点で望ましい。   Examples of the method for forming the defect filling layer of the present invention include a coating method and a vacuum film forming method. Although there is no restriction | limiting in particular as a vacuum film-forming method, Film-forming methods, such as vapor deposition and plasma CVD, are preferable, and the resistance heating vapor deposition method which is easy to control the film-forming rate of an organic substance monomer is more preferable. The method of crosslinking the organic substance monomer of the present invention is not limited in any way, but crosslinking by electron beam or ultraviolet ray by irradiation of active energy rays is easy to attach in a vacuum chamber, and high molecular weight by crosslinking reaction is rapid. Is desirable.

塗布方式で作成する場合には、従来用いられる種々の塗布方法、例えば、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、カーテンフローコート、スプレーコート、バーコート等の方法を用いることができる。   When the coating method is used, various conventionally used coating methods such as roll coating, gravure coating, knife coating, dip coating, curtain flow coating, spray coating, and bar coating can be used.

上記活性エネルギー線は、紫外線、X線、電子線、赤外線、マイクロ波等の照射することによりエネルギーを伝播し得る放射線を意味し、その種類とエネルギーは用途に応じて任意に選択することができる。   The active energy ray means radiation capable of propagating energy by irradiation with ultraviolet rays, X-rays, electron beams, infrared rays, microwaves, and the like, and the type and energy thereof can be arbitrarily selected according to the application. .

<無機層>
本発明において、無機層は、ケイ素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、スズなどの金属酸化物からなる層であることが透明性を得る観点から好ましい。また透明性を必要としない場合や無機薄膜層を2層以上形成する場合、無機層(2層以上の場合、そのうちの1層)を窒化物又は上記金属の単体若しくはそれらの複合物で形成してもよい。
<Inorganic layer>
In the present invention, the inorganic layer is preferably a layer made of a metal oxide such as silicon, aluminum, titanium, zirconium, or tin from the viewpoint of obtaining transparency. In addition, when transparency is not required or when two or more inorganic thin film layers are formed, the inorganic layer (if two or more layers, one of them) is formed of nitride, the above-mentioned metal alone or a composite thereof. May be.

無機層の形成法としては、蒸着法、スパッタリング法若しくはイオンプレーティング法等の物理的気相成長法(PVD)、種々の化学的気相成長法(CVD)若しくはめっきやゾルゲル法等の液相成長法がある。このうち、無機層形成時の基材フィルムへの熱の影響を回避し、生産速度が速く、均一な薄膜層を得やすい点で、化学的気相成長法(CVD)や物理的気相成長法(PVD)が好ましい。また、厚めの膜が得やすいという観点からゾルゲル法により無機層を形成することも好ましい。厚めの膜とは、ここでは100nm〜1μmの範囲の膜を示す。   The inorganic layer can be formed by vapor deposition, physical vapor deposition (PVD) such as sputtering or ion plating, various chemical vapor deposition (CVD), or liquid phase such as plating or sol-gel. There is a growth method. Among these, chemical vapor deposition (CVD) and physical vapor deposition are effective in avoiding the effects of heat on the base film during inorganic layer formation, high production speed, and easy to obtain a uniform thin film layer. The method (PVD) is preferred. Moreover, it is also preferable to form an inorganic layer by a sol-gel method from the viewpoint that a thick film can be easily obtained. Here, the thick film refers to a film in the range of 100 nm to 1 μm.

無機層の厚みは、30nm〜1μmであることが好ましく、50〜200nmであることがさらに好ましい。無機層の厚みが50〜1μmの範囲であれば、欠陥部分や結晶間の密度の低い部分による影響を受けにくく、高ガスバリア性が得られる。また変形した場合においても無機層の破壊を少なくすることができ、実用上好ましい。   The thickness of the inorganic layer is preferably 30 nm to 1 μm, and more preferably 50 to 200 nm. When the thickness of the inorganic layer is in the range of 50 to 1 μm, it is difficult to be influenced by defective portions or portions having low density between crystals, and high gas barrier properties can be obtained. Further, even when it is deformed, the destruction of the inorganic layer can be reduced, which is preferable in practice.

次にゾル−ゲル法を用いて無機層を塗設する方法について説明する。
<金属アルコキシド>
本発明において、金属アルコキシドは、ガスバリアコート層の無機酸化物成分として用いられる。反応性の観点から金属アルコキシドはアルコキシシランであることが好ましい。アルコキシシラン以外に、ジルコニウムアルコキシド、チタンアルコキシド、アルミニウムアルコキシドなどを用いることも好ましい。金属アルコキシドは、単独又は2種以上の金属アルコキシドを混合して用いてもよい。
Next, a method for coating an inorganic layer using a sol-gel method will be described.
<Metal alkoxide>
In the present invention, the metal alkoxide is used as an inorganic oxide component of the gas barrier coat layer. From the viewpoint of reactivity, the metal alkoxide is preferably alkoxysilane. In addition to alkoxysilane, it is also preferable to use zirconium alkoxide, titanium alkoxide, aluminum alkoxide, or the like. You may use a metal alkoxide individually or in mixture of 2 or more types of metal alkoxides.

本発明で好ましく用いられるアルコキシシラン類についてさらに説明する。
アルコキシシラン類の例としては、以下の一般式で表される化合物が挙げられる。
The alkoxysilanes preferably used in the present invention will be further described.
Examples of alkoxysilanes include compounds represented by the following general formula.

Figure 2005104025
Figure 2005104025

上式中のR2は、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜4のアシル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、アセチル基などが挙げられる。また、R3は、炭素数1〜10の有機基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−オクチル基、tert−オクチル基、n−デシル基、フェニル、ビニル基、アリル基などの無置換の炭化水素基、γ−クロロプロピル基、CF3CH2−、CF3CH2CH2−、C25CH2CH2−、C37CH2CH2CH2−、CF3OCH2CH2CH2−、C25OCH2CH2CH2−、C37OCH2CH2CH2−、(CF3)2CHOCH2CH2CH2−、C49CH2OCH2CH2CH2−、3−(パーフルオロシクロヘキシルオキシ)プロピル、(CF2)4CH2OCH2CH2CH2−、H(CF2)4CH2CH2CH2−、γ−グリシドキシプロピル基、γ−メルカプトプロピル基、3,4−エポキシシクロヘキシルエチル基、γ−メタクリロイルオキシプロピル基などの置換炭化水素基が挙げられる。xは2〜4の整数が好ましい。 R 2 in the above formula is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an acyl group having 1 to 4 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group, or an n-butyl group. , Sec-butyl group, tert-butyl group, acetyl group and the like. R 3 is preferably an organic group having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, tert-butyl group, n-hexyl group, Unsubstituted hydrocarbon group such as cyclohexyl group, n-octyl group, tert-octyl group, n-decyl group, phenyl, vinyl group, allyl group, γ-chloropropyl group, CF 3 CH 2 —, CF 3 CH 2 CH 2 -, C 2 F 5 CH 2 CH 2 -, C 3 F 7 CH 2 CH 2 CH 2 -, CF 3 OCH 2 CH 2 CH 2 -, C 2 F 5 OCH 2 CH 2 CH 2 -, C 3 F 7 OCH 2 CH 2 CH 2 -, (CF 3) 2 CHOCH 2 CH 2 CH 2 -, C 4 F 9 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 -, 3- ( perfluoro-cyclohexyl) propyl, (CF 2 ) 4 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2- , H (CF 2 ) 4 CH 2 CH 2 C Examples thereof include substituted hydrocarbon groups such as H 2- , γ-glycidoxypropyl group, γ-mercaptopropyl group, 3,4-epoxycyclohexylethyl group, and γ-methacryloyloxypropyl group. x is preferably an integer of 2 to 4.

これらのアルコキシシランの具体例を以下に示す。
x=4のものとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ-iso−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ−アセトキシシランなどを挙げることができる。
Specific examples of these alkoxysilanes are shown below.
Examples of x = 4 include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-iso-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, and tetra-acetoxysilane.

x=3のものとしては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、iso−プロピルトリメトキシシラン、iso−プロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3,4−エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、3,4−エポキシシクロヘキシルエチルトリエトキシシラン、CF3CH2CH2Si(OCH3)3、C25CH2CH2Si(OCH3)3 、C25OCH2CH2CH2Si(OCH3)3、C37OCH2CH2CH2Si(OC25)3、(CF3)2CHOCH2CH2CH2Si(OCH3)3、C49CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3、H(CF2)4CH2OCH2CH2CH2Si(OCH33、3−(パーフルオロシクロヘキシルオキシ)プロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。 As x = 3, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, iso-propyltrimethoxysilane, iso -Propyltriethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane , Γ-mercaptopropyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3,4-epoxycyclohexylethyltrimethoxysilane, 3,4-epoxycyclohexylethyltriethoxy Run, CF 3 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3, C 2 F 5 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3, C 2 F 5 OCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3, C 3 F 7 OCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3 , (CF 3 ) 2 CHOCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 , C 4 F 9 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 , H (CF 2 ) 4 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 , 3- (perfluorocyclohexyloxy) propyltrimethoxysilane, and the like.

x=2のものとしては、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジ−n−プロピルジメトキシシラン、ジ−n−プロピルジエトキシシラン、ジ−iso−プロピルジメトキシシラン、ジ−iso−プロピルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジビニルジエトキシシラン、(CF3CH2CH2)2Si(OCH3)2、(C37OCH2CH2CH2)2Si(OCH3)2、〔H(CF2)6CH2OCH2CH2CH22Si(OCH3)2、(C25CH2CH2)2Si(OCH3)2などを挙げることができる。 As x = 2, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methylphenyldimethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, di-n-propyldimethoxysilane, di-n-propyldiethoxysilane, di- iso- propyl dimethoxysilane, di -iso- propyl diethoxy silane, diphenyl dimethoxy silane, divinyl diethoxy silane, (CF 3 CH 2 CH 2 ) 2 Si (OCH 3) 2, (C 3 F 7 OCH 2 CH 2 CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 2 , [H (CF 2 ) 6 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 ] 2 Si (OCH 3 ) 2 , (C 2 F 5 CH 2 CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 2 etc. can be mentioned.

ゾルゲル反応時にはポリマーを併用してもよい。ポリマーとしては、水素結合形成基を有していることが好ましい。水素結合形成基を有するポリマーの例としては、ヒドロキシル基を有するポリマーとその誘導体(ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、フェノール樹脂、メチロールメラミン等とその誘導体);カルボキシル基を有するポリマーとその誘導体(ポリ(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸、イタコン酸等の重合性不飽和酸の単位を含む単独又は共重合体と、これらのポリマーのエステル化物(酢酸ビニル等のビニルエステル、メタクリル酸メチル等の(メタ)アクリル酸エステル等の単位を含む単独又は共重合体)等);エーテル結合を有するポリマー(ポリアルキレンオキサイド、ポリオキシアルキレングリコール、ポリビニルエーテル、珪素樹脂等);アミド結合を有するポリマー(>N(COR)−結合(式中、Rは水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基を示す)を有するポリオキサゾリンやポリアルキレンイミンのN−アシル化物);>NC(O)−結合を有するポリビニルピロリドンとその誘導体;ウレタン結合を有するポリウレタン;尿素結合を有するポリマー等を挙げることができる。   A polymer may be used in combination during the sol-gel reaction. The polymer preferably has a hydrogen bond forming group. Examples of polymers having hydrogen bond-forming groups include polymers having hydroxyl groups and derivatives thereof (polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, ethylene-vinyl alcohol copolymers, phenol resins, methylol melamine, and derivatives thereof); Polymers and derivatives thereof (single or copolymer containing units of polymerizable unsaturated acid such as poly (meth) acrylic acid, maleic anhydride, itaconic acid, and esterified products of these polymers (vinyl esters such as vinyl acetate, Homo- or copolymers containing units such as (meth) acrylic acid esters such as methyl methacrylate)); polymers having an ether bond (polyalkylene oxide, polyoxyalkylene glycol, polyvinyl ether, silicon resin, etc.); amide bond (> N ( COR) -bond (wherein R represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent) N- of polyoxazoline or polyalkyleneimine Acylated compounds);> polyvinylpyrrolidone having a NC (O) -bond and derivatives thereof; polyurethane having a urethane bond; polymer having a urea bond, and the like.

以下に無機層形成時における反応条件を説明する。   Below, the reaction conditions at the time of inorganic layer formation are demonstrated.

ゾル−ゲル反応では、水及び有機溶媒中で金属アルコキシドを加水分解及び重縮合させるが、この際、触媒を用いることが好ましい。加水分解の触媒としては、一般に酸が用いられる。酸は、無機酸又は有機酸が用いられる。
無機酸としては、塩酸、臭化水素、ヨウ化水素、硫酸、亜硫酸、硝酸、亜硝酸、燐酸、亜燐酸など、有機酸化合物としてはカルボン酸類(蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、コハク酸、シクロヘキサンカルボン酸、オクタン酸、マレイン酸、2−クロロプロピオン酸、シアノ酢酸、トリフルオロ酢酸、パーフルオロオクタン酸、安息香酸、ペンタフルオロ安息香酸、フタル酸など)、スルホン酸類(メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸)、p−トルエンスルホン酸、ペンタフルオロベンゼンスルホン酸など)、燐酸・ホスホン酸類(燐酸ジメチルエステル、フェニルホスホン酸など)、ルイス酸類(三フッ化ホウ素エーテラート、スカンジウムトリフレート、アルキルチタン酸、アルミン酸など)、ヘテロポリ酸(燐モリブデン酸、燐タングステン酸など)を挙げることができる。
In the sol-gel reaction, the metal alkoxide is hydrolyzed and polycondensed in water and an organic solvent. In this case, it is preferable to use a catalyst. As a catalyst for hydrolysis, an acid is generally used. As the acid, an inorganic acid or an organic acid is used.
Inorganic acids include hydrochloric acid, hydrogen bromide, hydrogen iodide, sulfuric acid, sulfurous acid, nitric acid, nitrous acid, phosphoric acid, phosphorous acid, etc., and organic acid compounds include carboxylic acids (formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, succinic acid, Cyclohexanecarboxylic acid, octanoic acid, maleic acid, 2-chloropropionic acid, cyanoacetic acid, trifluoroacetic acid, perfluorooctanoic acid, benzoic acid, pentafluorobenzoic acid, phthalic acid, etc.), sulfonic acids (methanesulfonic acid, ethanesulfone) Acid, trifluoromethanesulfonic acid), p-toluenesulfonic acid, pentafluorobenzenesulfonic acid, etc.), phosphoric acid / phosphonic acids (phosphoric acid dimethyl ester, phenylphosphonic acid, etc.), Lewis acids (boron trifluoride etherate, scandium triflate, Alkyl titanic acid, aluminate, etc.), hetero It can be mentioned Li acid (phosphomolybdic acid, phosphotungstic acid).

酸の使用量は、金属アルコキシド(アルコキシシラン及び他の金属アルコキシドを含有する場合には、アルコキシシラン+他の金属アルコキシド)1モル当たり0.0001〜0.05モルであり、好ましくは0.001〜0.01モルである。   The amount of the acid used is 0.0001 to 0.05 mol, preferably 0.001 per mol of metal alkoxide (alkoxysilane and other metal alkoxide in the case of containing alkoxysilane + other metal alkoxide). -0.01 mol.

加水分解後、無機塩基やアミンなどの塩基性化合物を添加して溶液のpHを中性付近にし、縮重合を促進してもよい。
無機塩基としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、アンモニアなど、有機塩基化合物としてはアミン類(エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、トリエチルアミン、ジブチルアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、エタノールアミン、ジアザビシクロウンデセン、キヌクリジン、アニリン、ピリジンなど)、ホスフィン類(トリフェニルホスフィン、トリメチルホスフィンなど)を用いることができる。
また、酸による加水分解後、特に特願2002−110061号明細書に記載の、下記一般式で表されるアミンを用いることも好ましい。
After hydrolysis, a basic compound such as an inorganic base or an amine may be added to bring the pH of the solution to near neutrality to promote condensation polymerization.
Examples of inorganic bases include sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, and ammonia. Examples of organic base compounds include amines (ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, triethylamine, Dibutylamine, N, N-dimethylbenzylamine, tetramethylethylenediamine, piperidine, piperazine, morpholine, ethanolamine, diazabicycloundecene, quinuclidine, aniline, pyridine, etc.), phosphines (triphenylphosphine, trimethylphosphine, etc.) Can be used.
It is also preferable to use an amine represented by the following general formula described in Japanese Patent Application No. 2002-110061 after hydrolysis with an acid.

Figure 2005104025
Figure 2005104025

一般式中、R1、R2は水素原子、脂肪族基、アシル基、脂肪族オキシカルボニル基、芳香族オキシカルボニル基、脂肪族スルホニル基、芳香族スルホニル基を表し、R3は、芳香族オキシ基、脂肪族チオ基、芳香族チオ基、アシルオキシ基、脂肪族オキシカルボニルオキシ基、芳香族オキシカルボニルオキシ基、置換アミノ基、複素環基、ヒドロキシ基を表す。但し、R3が芳香族基でないとき、R1とR2のいずれか一方又は両方が水素原子である。
この場合、アミンの添加量としては、酸と等モル〜100倍モル、好ましくは等モル〜20倍モルであることが適当である。
In the general formula, R 1 and R 2 represent a hydrogen atom, an aliphatic group, an acyl group, an aliphatic oxycarbonyl group, an aromatic oxycarbonyl group, an aliphatic sulfonyl group, and an aromatic sulfonyl group, and R 3 represents an aromatic group. An oxy group, an aliphatic thio group, an aromatic thio group, an acyloxy group, an aliphatic oxycarbonyloxy group, an aromatic oxycarbonyloxy group, a substituted amino group, a heterocyclic group, or a hydroxy group is represented. However, when R 3 is not an aromatic group, one or both of R 1 and R 2 are hydrogen atoms.
In this case, the addition amount of the amine is suitably equimolar to 100 times mol, preferably equimolar to 20 times mol with respect to the acid.

また、他のゾル−ゲル触媒も併用することができる。その例は以下に挙げられる。
(1)金属キレート化合物
一般式R4OH(式中、R4は炭素数1〜6のアルキル基を示す)で表されるアルコールと、R5COCH2COR6(式中、R5は炭素数1〜6のアルキル基、R6は炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜16のアルコキシ基を示す)で表されるジケトンとを配位子とした、金属を中心金属とするものであれば特に制限なく好適に用いることができる。この範疇であれば、2種以上の金属キレート化合物を併用してもよい。本発明の金属キレート化合物として特に好ましいものは中心金属にAl、Ti、Zrを有するものであり、一般式 Zr(OR4)p1(R5COCHCOR6)p2、Ti(OR4)q1(R5COCHCOR6)q2及び Al(OR4) r1(R5COCHCOR6)r2で表される化合物群から選ばれるものが好ましく、縮合反応を促進する作用をなす。
Other sol-gel catalysts can also be used in combination. Examples are given below.
(1) Metal chelate compound An alcohol represented by the general formula R 4 OH (wherein R 4 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) and R 5 COCH 2 COR 6 (where R 5 is carbon 1 to 6 alkyl groups, R 6 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a diketone represented by an alkoxy group having 1 to 16 carbon atoms) and a metal as a central metal. Any material can be suitably used without particular limitation. Within this category, two or more metal chelate compounds may be used in combination. Particularly preferred as the metal chelate compound of the present invention is one having Al, Ti, or Zr as the central metal, and has the general formula Zr (OR 4 ) p1 (R 5 COCHCOR 6 ) p2 , Ti (OR 4 ) q1 (R 5 Those selected from the group of compounds represented by COCHCOR 6 ) q2 and Al (OR 4 ) r1 (R 5 COCHCOR 6 ) r2 are preferred and serve to promote the condensation reaction.

上記金属キレート化合物中のR4及びR5は、同一又は異なってもよく、炭素数1〜6のアルキル基、具体的にはエチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、フェニル基などである。また、R6は、前記と同様の炭素数1〜6のアルキル基のほか、炭素数1〜16のアルコキシ基、例えばメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ラウリル基、ステアリル基などである。また、金属キレート化合物中のp1、p2、q1、q2、r1、r2 は4又は6座配位となるように決定される整数を表す。 R 4 and R 5 in the metal chelate compound may be the same or different, and an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, specifically, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group, an n-butyl group. , Sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, phenyl group and the like. R 6 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms as described above, or an alkoxy group having 1 to 16 carbon atoms, such as a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, and n-butoxy. Group, sec-butoxy group, tert-butoxy group, lauryl group, stearyl group and the like. Moreover, p1, p2, q1, q2, r1, and r2 in the metal chelate compound represent integers determined so as to be 4 or 6-coordinated.

これらの金属キレート化合物の具体例としては、トリ−n−ブトキシエチルアセトアセテートジルコニウム、ジ−n−ブトキシビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、n−ブトキシトリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(n−プロピルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(アセチルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(エチルアセトアセテート)ジルコニウムなどのジルコニウムキレート化合物;ジイソプロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタニウム、ジイソプロポキシ・ビス(アセチルアセテート)チタニウム、ジイソプロポキシ・ビス(アセチルアセトン)チタニウムなどのチタニウムキレート化合物;ジイソプロポキシエチルアセトアセテートアルミニウム、ジイソプロポキシアセチルアセトナートアルミニウム、イソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、イソプロポキシビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノアセチルアセトナート・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウムなどのアルミニウムキレート化合物などが挙げられる。これらの金属キレート化合物のうち好ましいものは、トリ−n−ブトキシエチルアセトアセテートジルコニウム、ジイソプロポキシビス(アセチルアセトナート)チタニウム、ジイソプロポキシエチルアセトアセテートアルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウムである。これらの金属キレート化合物は、1種単独で、又は2種以上を混合して使用することができる。また、これらの金属キレート化合物の部分加水分解物を使用することもできる。   Specific examples of these metal chelate compounds include tri-n-butoxyethylacetoacetate zirconium, di-n-butoxybis (ethylacetoacetate) zirconium, n-butoxytris (ethylacetoacetate) zirconium, tetrakis (n-propylacetate). Zirconium chelate compounds such as acetate) zirconium, tetrakis (acetylacetoacetate) zirconium, tetrakis (ethylacetoacetate) zirconium; diisopropoxy bis (ethylacetoacetate) titanium, diisopropoxy bis (acetylacetate) titanium, diiso Titanium chelate compounds such as propoxy bis (acetylacetone) titanium; diisopropoxyethyl acetoacetate aluminum, diisopropyl Poxyacetylacetonate aluminum, isopropoxybis (ethylacetoacetate) aluminum, isopropoxybis (acetylacetonate) aluminum, tris (ethylacetoacetate) aluminum, tris (acetylacetonato) aluminum, monoacetylacetonate bis (ethyl) An aluminum chelate compound such as acetoacetate) aluminum. Among these metal chelate compounds, tri-n-butoxyethyl acetoacetate zirconium, diisopropoxybis (acetylacetonate) titanium, diisopropoxyethyl acetoacetate aluminum, and tris (ethyl acetoacetate) aluminum are preferable. These metal chelate compounds can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. Moreover, the partial hydrolyzate of these metal chelate compounds can also be used.

(2)有機金属化合物
好ましい有機金属化合物としては特に制限はないが、有機遷移金属は活性が高いため好ましい。中でもスズの化合物は安定性及び活性がよく、特に好ましい。これらの具体的化合物例としては、(C49)2Sn(OCOC1123)2、(C49)2Sn(OCOCH=CHCOOC49)2、(C817)2Sn(OCOC1123)2、(C817)2Sn(OCOCH=CHCOOC49)2、Sn(OCOCC817)2などのカルボン酸型有機スズ化合物;(C49)2Sn(SCH2COOC817)2、(C49)2Sn(SCH2COOC817)2、(C817)2Sn(SCH2CH2COOC817)2、(C817)2Sn(SCH2COOC1225)2
(2) Organometallic compound Although there is no restriction | limiting in particular as a preferable organometallic compound, Since an organic transition metal has high activity, it is preferable. Of these, tin compounds are particularly preferred because of their good stability and activity. Specific examples of these compounds include (C 4 H 9 ) 2 Sn (OCOC 11 H 23 ) 2 , (C 4 H 9 ) 2 Sn (OCOCH═CHCOOC 4 H 9 ) 2 , (C 8 H 17 ) 2 Carboxylic acid type organotin compounds such as Sn (OCOC 11 H 23 ) 2 , (C 8 H 17 ) 2 Sn (OCOCH═CHCOOC 4 H 9 ) 2 , Sn (OCOCC 8 H 17 ) 2 ; (C 4 H 9 ) 2 Sn (SCH 2 COOC 8 H 17 ) 2 , (C 4 H 9 ) 2 Sn (SCH 2 COOC 8 H 17 ) 2 , (C 8 H 17 ) 2 Sn (SCH 2 CH 2 COOC 8 H 17 ) 2 , (C 8 H 17 ) 2 Sn (SCH 2 COOC 12 H 25 ) 2 ,

Figure 2005104025
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などのメルカプチド型やスルフィド型の有機スズ化合物、(C49)2SnO、(C817)2SnO、又は(C49)2SnO、(C817)2SnOなどの有機スズオキサイドとエチルシリケートマレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、フタル酸ジオクチルなどのエステル化合物との反応生成物などの有機スズ化合物などが挙げられる。 Such as mercaptide type or sulfide type organotin compounds such as (C 4 H 9 ) 2 SnO, (C 8 H 17 ) 2 SnO, or (C 4 H 9 ) 2 SnO, (C 8 H 17 ) 2 SnO And organic tin compounds such as reaction products of organotin oxide and ester compounds such as ethyl silicate dimethyl maleate, diethyl maleate and dioctyl phthalate.

(3)金属塩類
金属塩類としては有機酸のアルカリ金属塩(例えばナフテン酸ナトリウム、ナフテン酸カリウム、オクタン酸ナトリウム、2−エチルヘキサン酸ナトリウム、ラウリル酸カリウムなど)が好ましく用いられる。
(3) Metal salts As metal salts, alkali metal salts of organic acids (for example, sodium naphthenate, potassium naphthenate, sodium octanoate, sodium 2-ethylhexanoate, potassium laurate, etc.) are preferably used.

次に、ゾル−ゲル反応に用いられる溶媒について述べる。溶媒はゾル液中の各成分を均一に混合させ、本発明の組成物の固形分調製をすると同時に、種々の塗布方法に適用できるようにし、組成物の分散安定性及び保存安定性を向上させるものである。これらの溶媒は上記目的の果たせるものであれば特に限定されない。これらの溶媒の好ましい例として、例えば、水及び水と混和性の高い有機溶媒が挙げられる。   Next, the solvent used for the sol-gel reaction will be described. The solvent uniformly mixes each component in the sol solution, and at the same time prepares the solid content of the composition of the present invention, so that it can be applied to various coating methods to improve the dispersion stability and storage stability of the composition. Is. These solvents are not particularly limited as long as they can fulfill the above purpose. Preferable examples of these solvents include water and organic solvents that are highly miscible with water.

その例としては、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、蟻酸、酢酸、酢酸メチル、アルコール類(メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、iso−プロピルアルコール、tert−ブチルアルコール)、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、アセトン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドなどを挙げることができる。   Examples include tetrahydrofuran, dimethoxyethane, formic acid, acetic acid, methyl acetate, alcohols (methanol, ethanol, n-propyl alcohol, iso-propyl alcohol, tert-butyl alcohol), ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, ethylene. Examples thereof include glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, acetone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, and dimethyl sulfoxide.

ゾル−ゲル反応の反応速度を調節する目的で、多座配位可能な有機化合物を添加して金属アルコキシドを安定化してもよい。その例としては、β−ジケトン及び/又はβ−ケトエステル類、及びアルカノールアミンが挙げられる。
このβ−ジケトン類及び/又はβ−ケトエステル類の具体例としては、アセチルアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸−n−プロピル、アセト酢酸−iso−プロピル、アセト酢酸−n−ブチル、アセト酢酸−sec-ブチル、アセト酢酸−tert−ブチル、2,4−ヘキサン−ジオン、2,4−ヘプタン−ジオン、3,5−ヘプタン−ジオン、2,4−オクタン−ジオン、2,4−ノナン−ジオン、5−メチル−ヘキサン−ジオンなどを挙げることができる。これらのうち、アセト酢酸エチル及びアセチルアセトンが好ましく、特にアセチルアセトンが好ましい。これらのβ−ジケトン類及び/又はβ−ケトエステル類は、1種単独で又は2種以上を混合して使用することもできる。
これらの多座配位可能な化合物は、ゾル−ゲル触媒として前記の金属キレート化合物を用いた場合、その反応速度を調節する目的にも用いることができる。
For the purpose of adjusting the reaction rate of the sol-gel reaction, an organic compound capable of multidentate coordination may be added to stabilize the metal alkoxide. Examples thereof include β-diketones and / or β-ketoesters, and alkanolamines.
Specific examples of the β-diketones and / or β-ketoesters include acetylacetone, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, acetoacetate-n-propyl, acetoacetate-iso-propyl, acetoacetate-n-butyl, acetoacetate. Acetic acid-sec-butyl, acetoacetic acid-tert-butyl, 2,4-hexane-dione, 2,4-heptane-dione, 3,5-heptane-dione, 2,4-octane-dione, 2,4-nonane -Dione, 5-methyl-hexane-dione and the like can be mentioned. Of these, ethyl acetoacetate and acetylacetone are preferred, and acetylacetone is particularly preferred. These β-diketones and / or β-ketoesters may be used alone or in combination of two or more.
These compounds capable of multidentate coordination can also be used for the purpose of adjusting the reaction rate when the metal chelate compound is used as a sol-gel catalyst.

本発明の無機層のポリマーの含有率は、全固形分の質量に対して、3〜97質量%、好ましくは5〜65質量%である。ポリマーのゾル−ゲル反応系への添加タイミングは特に制限はないが、相溶性の点で、金属アルコキシドの縮合反応の初期までに添加することが好ましく、より好ましくはゾル−ゲル反応開始前、すなわち酸触媒添加前にポリマーと金属アルコキシドとが混合されていることが好ましい。   The content of the polymer in the inorganic layer of the present invention is 3 to 97% by mass, preferably 5 to 65% by mass, based on the total solid content. The timing of addition of the polymer to the sol-gel reaction system is not particularly limited, but in terms of compatibility, it is preferably added before the beginning of the condensation reaction of the metal alkoxide, more preferably before the start of the sol-gel reaction, that is, It is preferable that the polymer and the metal alkoxide are mixed before addition of the acid catalyst.

無機層形成時における反応温度及び時間は、反応系が不均一にならなければ特に問題はなく、使用する素材の組み合わせ、及び目標とする無機層形成時における有機ポリマーの加水分解率及び金属アルコキシドの縮合率などに合わせて、適宜調節することができる。   The reaction temperature and time during the formation of the inorganic layer are not particularly problematic as long as the reaction system is not heterogeneous. The combination of the materials used, the hydrolysis rate of the organic polymer during the formation of the target inorganic layer, and the metal alkoxide It can be appropriately adjusted according to the condensation rate.

前記の方法で作製された、ゾルゲル法により得られる無機層は以下の方法で塗設することができる。ゾル液はカーテンフローコート、ディップコート、スピンコート、ロールコート等の塗布法によって、薄膜を形成することができる。この場合、加水分解のタイミングは製造工程中の如何なる時期であっても構わない。例えば、あらかじめ必要な組成の液を加水分解部分縮合して目的のゾル液を調製し、それを塗布−乾燥する方法、必要な組成の液を調製し塗布と同時に加水分解部分縮合させながら乾燥する方法、塗布−一次乾燥後、加水分解に必要な水含有液を重ねて塗布し加水分解させる方法等を好適に採用できる。また、塗布方法としては、様々な形態をとることが可能であるが、生産性を重視する場合には多段の吐出口を有するスライドギーサー上で下層塗布液と上層塗布液のそれぞれが必要な塗布量になる様に吐出流量を調整し、形成した多層流を連続的に支持体に乗せ、乾燥させる方法(同時重層法)が好適に用いられる。   The inorganic layer produced by the sol-gel method produced by the above method can be applied by the following method. The sol liquid can form a thin film by a coating method such as curtain flow coating, dip coating, spin coating or roll coating. In this case, the hydrolysis may be performed at any time during the production process. For example, a solution of the required composition is hydrolyzed and partially condensed to prepare the desired sol solution, and this is applied and dried, and a solution of the required composition is prepared and dried while subjecting it to hydrolysis and partial condensation. Method, application-After primary drying, a method of applying a water-containing liquid necessary for hydrolysis repeatedly and applying hydrolysis can be suitably employed. In addition, the coating method can take various forms. However, when productivity is important, each of the lower layer coating solution and the upper layer coating solution is required on a slide Geyser having a multistage discharge port. A method (simultaneous multi-layer method) is preferably used in which the discharge flow rate is adjusted so that the coating amount is obtained, and the formed multilayer flow is continuously placed on a support and dried.

塗布後の乾燥温度は、支持体の変形を起こさない範囲であれば特に制限はないが、好ましくは150℃以下、より好ましくは30〜150℃、特に好ましくは50〜130℃である。   The drying temperature after coating is not particularly limited as long as it does not cause deformation of the support, but is preferably 150 ° C. or lower, more preferably 30 to 150 ° C., and particularly preferably 50 to 130 ° C.

塗布、乾燥後のフィルムをさらに緻密にするため、塗布直後から乾燥中及び/又は乾燥後にエネルギー線の照射を行ってもよい。その照射線種に特に制限はないが、支持体の変形や変性に対する影響を勘案し、紫外線、電子線あるいはマイクロ波の照射を特に好ましく用いることができる。このうち、マイクロ波を利用することが更に好ましい。照射強度は30〜500mJ/cm2であり、特に好ましくは50〜400mJ/cm2である。照射温度は、室温から支持体の変形温度の間を制限なく採用することが可能であり、好ましくは30〜150℃、特に好ましくは50〜130℃である。 In order to make the film after coating and drying more dense, energy rays may be irradiated immediately after coating, during and / or after drying. Although there is no restriction | limiting in particular in the kind of irradiation radiation, In consideration of the influence with respect to a deformation | transformation and modification | denaturation of a support body, irradiation of an ultraviolet-ray, an electron beam, or a microwave can be used especially preferable. Of these, it is more preferable to use microwaves. The irradiation intensity is 30 to 500 mJ / cm 2 , particularly preferably 50 to 400 mJ / cm 2 . The irradiation temperature can be employed without limitation between room temperature and the deformation temperature of the support, and is preferably 30 to 150 ° C, particularly preferably 50 to 130 ° C.

本発明において、無機層を形成する際の塗設方法は、前述の様に、ゾル−ゲル反応で得られたゾル液をカーテンフローコート、ディップコート、スピンコート、ロールコート等の塗布法を用いて基材フィルム上に薄膜を形成することにより行うことができる。この場合、加水分解のタイミングは、製造工程中の如何なる時期であっても構わない。例えば、予め必要な組成の液を加水分解部分縮合して目的のゾル液を調製し、それを塗布−乾燥する方法、必要な組成の液を調製し塗布と同時に加水分解部分縮合させながら乾燥する方法、塗布−一次乾燥後、加水分解に必要な水含有液を重ねて塗布し加水分解させる方法等を好適に採用できる。   In the present invention, as described above, the coating method when forming the inorganic layer uses a coating method such as curtain flow coating, dip coating, spin coating, roll coating, etc., for the sol solution obtained by the sol-gel reaction. It can be performed by forming a thin film on the base film. In this case, the hydrolysis timing may be any time during the production process. For example, a solution of a required composition is hydrolyzed and partially condensed to prepare a desired sol solution, which is applied and dried, and a solution of the required composition is prepared and dried while hydrolyzing and partially condensing simultaneously. Method, application-After primary drying, a method of applying a water-containing liquid necessary for hydrolysis repeatedly and applying hydrolysis can be suitably employed.

<基材フィルム>
本発明のガスバリア性積層フィルムで用いられる基材フィルムは、後述する画像表示素子として使用可能にするため、耐熱性を有する素材からなることが好ましい。好ましくは、ガラス転移温度(Tg)が100℃以上及び/又は線熱膨張係数が40ppm/℃以下で耐熱性の高い透明なプラスチックフィルムを基材フィルムとして用いることである。Tgや線膨張係数は、添加剤などによって変化させることができる。
<Base film>
The base film used in the gas barrier laminate film of the present invention is preferably made of a heat-resistant material so that it can be used as an image display element described later. Preferably, a transparent plastic film having a glass transition temperature (Tg) of 100 ° C. or higher and / or a linear thermal expansion coefficient of 40 ppm / ° C. or lower and high heat resistance is used as the base film. Tg and the linear expansion coefficient can be changed by an additive or the like.

基材フィルムで用いられるポリマーは、熱可塑性ポリマー及び熱硬化性ポリマーいずれでもよい。
熱可塑性ポリマーは、ポリマー単体のTgが130〜300℃であるものが好ましく、160〜250℃であるものがさらに好ましい。また、光学的均一性を達成するためには、非晶性ポリマーであることが好ましい。このような熱可塑性樹脂として、以下のようなものが挙げられる(括弧内はTgを示す)。
The polymer used in the base film may be either a thermoplastic polymer or a thermosetting polymer.
The thermoplastic polymer preferably has a polymer Tg of 130 to 300 ° C, more preferably 160 to 250 ° C. Further, in order to achieve optical uniformity, an amorphous polymer is preferable. Examples of such thermoplastic resins include the following (in parentheses indicate Tg).

ポリカーボネート(PC:140℃)、脂環式ポリオレフィン(例えば日本ゼオン(株)製 ゼオノア1600:160℃)、ポリアリレート(PAr:210℃)、ポリエーテルスルホン(PES:220℃)、ポリスルホン(PSF:190℃)、シクロオレフィンコポリマー(COC:特開2001−150584号公報の実施例1の化合物:162℃)、フルオレン環変性ポリカーボネート(BCF−PC:特開2000−227603号公報の実施例−4の化合物:225℃)、脂環変性ポリカーボネート(IP−PC:特開2000−227603号公報の実施例−5の化合物:205℃)、アクリロイル化合物(特開2002−80616号公報の実施例−1の化合物:300℃以上)。特に、透湿性を求める場合には脂環式ポレオレフィン等を使用するのが好ましい。   Polycarbonate (PC: 140 ° C.), alicyclic polyolefin (for example, ZEONOR 1600: 160 ° C. manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), polyarylate (PAr: 210 ° C.), polyethersulfone (PES: 220 ° C.), polysulfone (PSF: 190 ° C.), cycloolefin copolymer (COC: compound of Example 1 of JP 2001-150584 A: 162 ° C.), fluorene ring-modified polycarbonate (BCF-PC: Example 4 of JP 2000-227603 A) Compound: 225 ° C.), alicyclic modified polycarbonate (IP-PC: compound of Example 5 of JP 2000-227603 A: 205 ° C.), acryloyl compound (Example 1 of JP 2002-80616 A) Compound: 300 ° C. or higher). In particular, when moisture permeability is required, it is preferable to use an alicyclic polyolefin or the like.

熱硬化性ポリマーとしては、エポキシ系樹脂及び放射線硬化性樹脂が挙げられる。
エポキシ系樹脂は、ポリフェノ−ル型、ビスフェノール型、ハロゲン化ビスフェノール型、ノボラック型のものが挙げられる。エポキシ系樹脂を硬化させるための硬化剤は、公知の硬化剤を用いることができる。例えば、アミン系、ポリアミノアミド系、酸及び酸無水物、イミダゾール、メルカプタン、フェノール樹脂等の硬化剤が挙げられる。中でも、耐溶剤性、光学特性、熱特性等の観点から、酸無水物及び酸無水物構造を含むポリマー又は脂肪族アミン類が好ましく用いられ、特に好ましいのは、酸無水物及び酸無水物構造を含むポリマーである。さらに、公知の第三アミン類やイミダゾール類等の硬化触媒を適量加えることが好ましい。
Examples of the thermosetting polymer include epoxy resins and radiation curable resins.
Examples of the epoxy resin include polyphenol type, bisphenol type, halogenated bisphenol type, and novolac type. A known curing agent can be used as the curing agent for curing the epoxy resin. Examples thereof include curing agents such as amines, polyaminoamides, acids and acid anhydrides, imidazoles, mercaptans, and phenol resins. Among them, from the viewpoints of solvent resistance, optical properties, thermal properties, etc., polymers or aliphatic amines containing acid anhydrides and acid anhydride structures are preferably used, and particularly preferred are acid anhydrides and acid anhydride structures. It is a polymer containing. Furthermore, it is preferable to add an appropriate amount of a known curing catalyst such as tertiary amines and imidazoles.

放射線硬化性樹脂は、紫外線や電子線等の放射線を照射することにより硬化が進行する樹脂であり、具体的には分子又は単体構造内にアクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基等の不飽和二重結合を含む樹脂である。これらの中でも特に、アクリロイル基を含むアクリル系樹脂が好ましい。放射線硬化性樹脂は、一種類の樹脂を用いても、数種の樹脂を混合して用いてもよいが、分子又は単位構造内に2個以上のアクリロイル基を有するアクリル系樹脂を用いることが好ましい。こうした多官能アクリレート樹脂としては、例えば、ウレタンアクリレート、エステルアクリレート、エポキシアクリレート等が挙げられるが、これらに限定されるのではない。特に、下記式[II]及び/又は[III]の単位を含み、少なくとも2個以上のアクリロイル基を有するアクリル樹脂であることが好ましい。   A radiation curable resin is a resin that cures when irradiated with radiation such as ultraviolet rays and electron beams. Specifically, it is an unsaturated double molecule such as an acryloyl group, a methacryloyl group, or a vinyl group in a molecule or a single structure. A resin containing a bond. Among these, an acrylic resin containing an acryloyl group is particularly preferable. The radiation curable resin may be one kind of resin or a mixture of several kinds of resins, but it is preferable to use an acrylic resin having two or more acryloyl groups in the molecule or unit structure. preferable. Examples of such polyfunctional acrylate resins include, but are not limited to, urethane acrylates, ester acrylates, epoxy acrylates, and the like. In particular, an acrylic resin containing units of the following formula [II] and / or [III] and having at least two acryloyl groups is preferable.

Figure 2005104025
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これらの放射線硬化性樹脂には、紫外線硬化法を用いる場合には、前述の放射線硬化性樹脂に公知の光反応開始剤を適量添加する。   In the case of using an ultraviolet curing method, an appropriate amount of a known photoreaction initiator is added to these radiation curable resins.

上記のエポキシ系樹脂及び放射線硬化性樹脂には、さらにポリマー分子との相互作用を強めるために、アルコキシシランの加水分解物やシランカップリング剤を混合してもよい。シランカップリング剤としては、一方にメトキシ基、エトキシ基、アセトキシ基等の加水分解可能な反応基を持ち、もう一方にはエポキシ基、ビニル基、アミノ基、ハロゲン基、メルカプト基を有するものが好ましく、この場合、特に好ましくは主成分樹脂に固定するため、同じ反応基を持つビニル基を有するものが好ましく、例えば、信越化学工業(株)のKBM−503、KBM−803、日本ユニカー(株)製のA−187などが用いられる。これらの添加量は、0.2〜3質量%であることが好ましい。   In order to further strengthen the interaction with the polymer molecule, an alkoxysilane hydrolyzate or a silane coupling agent may be mixed with the epoxy resin and the radiation curable resin. As the silane coupling agent, one having a hydrolyzable reactive group such as a methoxy group, an ethoxy group, or an acetoxy group and the other having an epoxy group, a vinyl group, an amino group, a halogen group, or a mercapto group. Preferably, in this case, those having a vinyl group having the same reactive group are particularly preferably used for fixing to the main component resin. For example, KBM-503, KBM-803 of Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Nippon Unicar Co., Ltd. A-187 made by) or the like is used. These addition amounts are preferably 0.2 to 3% by mass.

本発明のガスバリア性積層フィルムは、ディスプレイ等の画像表示素子として利用されることから、透明な基材フィルム、すなわち、光線透過率が80%以上、好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上である基材フィルムを用いることが好ましい。基材フィルムの光線透過率が80%以上あれば、後述する有機EL素子の基材フィルムとして好適に用いることができる。   Since the gas barrier laminate film of the present invention is used as an image display element such as a display, it is a transparent substrate film, that is, a light transmittance of 80% or more, preferably 85% or more, more preferably 90% or more. It is preferable to use a substrate film that is If the light transmittance of the base film is 80% or more, it can be suitably used as a base film of an organic EL element described later.

ディスプレイ用途に用いる場合でも観察側に設置しない場合や不透明包装材料など、必ずしも透明性が要求されない用途に対しては、不透明な材料を用いることができることはいうまでもない。例えばポリイミド、ポリアクリロニトリル、公知の液晶ポリマーなどが挙げられる。   It goes without saying that an opaque material can be used for applications that do not necessarily require transparency, such as when not used on the viewing side even when used for display applications, or for opaque packaging materials. Examples thereof include polyimide, polyacrylonitrile, and known liquid crystal polymers.

なお、本明細書において透明の尺度として用いられる光線透過率は、JIS−K7105に記載された方法、すなわち積分球式光線透過率測定装置を用いて全光線透過率及び散乱光量を測定し、全光線透過率から拡散透過率を引いて算出することができる。   The light transmittance used as a scale of transparency in this specification is determined by measuring the total light transmittance and the amount of scattered light using the method described in JIS-K7105, that is, using an integrating sphere light transmittance measuring device. It can be calculated by subtracting the diffuse transmittance from the light transmittance.

本発明の基材フィルムには、さらに無機層状化合物を含有させることもできる。基材フィルムに無機層状化合物を添加することにより、熱変形温度が2〜100℃改良されることが期待できる。また、無機層状化合物無添加の場合に比べ10℃以上の熱変形温度の改良されることが期待できる。   The base film of the present invention can further contain an inorganic layered compound. It can be expected that the heat distortion temperature is improved by 2 to 100 ° C. by adding the inorganic layered compound to the base film. Further, it can be expected that the heat distortion temperature is improved by 10 ° C. or more as compared with the case where no inorganic layered compound is added.

本発明の積層ガスバリア性フィルムで用いられる無機層状化合物は、特に限定されるものではないが、膨潤性及び/又は劈開性を有する粘土鉱物やハイドロタルサイト類化合物及びその類似化合物を好適に用いることができる。
これら粘土鉱物としては、例えば、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト、ハロイサイト、アンチゴライト、クリソタイル、パイロフィライト、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ソーコナイト、スチブンサイト、ヘクトライト、テトラシリリックマイカ、ナトリウムテニオライト、白雲母、マーガライト、タルク、バーミキュライト、金雲母、ザンソフィライト、緑泥石などを挙げることができる。
The inorganic layered compound used in the laminated gas barrier film of the present invention is not particularly limited, but a clay mineral or hydrotalcite compound having a swellability and / or cleavage property and a similar compound are preferably used. Can do.
Examples of these clay minerals include kaolinite, dickite, nacrite, halloysite, antigolite, chrysotile, pyrophyllite, montmorillonite, beidellite, nontronite, saponite, sauconite, stevensite, hectorite, tetrasilic mica, sodium. Examples include teniolite, muscovite, margarite, talc, vermiculite, phlogopite, xanthophyllite, chlorite.

上記無機層状化合物は、天然物であっても合成物であってもよい。また、これらの層状珪酸塩は、単独で用いることができ、また複数を併用することもできる。   The inorganic layered compound may be a natural product or a synthetic product. In addition, these layered silicates can be used alone or in combination.

上記無機層状化合物の形状は、特に限定されるものではないが、無機層状化合物が多層に重なっていると、親有機化した後に劈開することが困難になることから、親有機化されていない無機層状化合物の厚さは、可能な限り1層における厚み(約1nm)であることが好ましい。また、平均長さは0.01〜50μm、好ましくは0.05〜10μm、アスペクト比は20〜500、好ましくは50〜200であるものを好適に用いることができる。   The shape of the inorganic layered compound is not particularly limited. However, if the inorganic layered compound is stacked in multiple layers, it is difficult to cleave after forming the organic layer. The thickness of the layered compound is preferably as thick as possible in one layer (about 1 nm). Further, those having an average length of 0.01 to 50 μm, preferably 0.05 to 10 μm, and an aspect ratio of 20 to 500, preferably 50 to 200 can be suitably used.

上記無機層状化合物は、その層間(最上又は最下の無機層状化合物の表面も含まれる)にイオン交換可能な無機カチオンを有する。イオン交換可能な無機カチオンとは、無機層状化合物(例えば層状珪酸塩)の結晶表面上に存在するナトリウム、カリウム、リチウムなどの金属イオンのことである。これらのイオンは、カチオン性物質とのイオン交換性を有し、イオン交換反応によりカチオン性を有する種々の物質を上記無機層状化合物の層間にインターカレートできる。   The inorganic layered compound has an inorganic cation capable of ion exchange between its layers (including the surface of the uppermost or lowermost inorganic layered compound). The ion-exchangeable inorganic cation is a metal ion such as sodium, potassium or lithium existing on the crystal surface of the inorganic layered compound (for example, layered silicate). These ions have an ion exchange property with a cationic substance, and various substances having a cationic property can be intercalated between the layers of the inorganic layered compound by an ion exchange reaction.

上記無機層状化合物の層間に存在する無機カチオンを有機カチオンでイオン交換する場合、長鎖のアルキル基を含むアルキルアンモニウムイオンを有機カチオンとして好適に用いることができる。長鎖のアルキル基を含むアルキルアンモニウムイオンは、例えば、テトラブチルアンモニウムイオン、テトラヘキシルアンモニウムイオン、ジヘキシルジメチルアンモニウムイオン、ジオクチルジメチルアンモニウムイオン、ヘキサトリメチルアンモニウムイオン、オクタトリメチルアンモニウムイオン、ドデシルトリメチルアンモニウムイオン、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムイオン、オクタデシルトリメチルアンモニウムイオン、ジオクタデシルジメチルアンモニウムイオン、ドコセニルトリメチルアンモニウムイオン、ヘキサデシルアンモニウムイオン、テトラデシルジメチルベンジルアンモニウムイオン、オクタデシルジメチルベンジルアンモニウムイオン、ジオレイルジメチルアンモニウムイオン、ポリオキシエチレンドデシルモノメチルアンモニウムイオンなどを用いることができる。   When an inorganic cation existing between the layers of the inorganic layered compound is ion-exchanged with an organic cation, an alkyl ammonium ion containing a long-chain alkyl group can be suitably used as the organic cation. Alkyl ammonium ions containing long chain alkyl groups include, for example, tetrabutyl ammonium ion, tetrahexyl ammonium ion, dihexyl dimethyl ammonium ion, dioctyl dimethyl ammonium ion, hexatrimethyl ammonium ion, octatrimethyl ammonium ion, dodecyl trimethyl ammonium ion, hexa Decyltrimethylammonium ion, octadecyltrimethylammonium ion, dioctadecyldimethylammonium ion, dococenyltrimethylammonium ion, hexadecylammonium ion, tetradecyldimethylbenzylammonium ion, octadecyldimethylbenzylammonium ion, dioleyldimethylammonium ion, polyoxyethylene Dode Or the like can be used monomethyl ammonium ions.

上記無機層状化合物のカチオン交換容量(CEC)は、特に限定されるものではないが、例えば25〜200meq/100gであることが好ましく、50〜150meq/100gであることがより好ましく、90〜130meq/100gであることがさらに好ましい。無機層状化合物のカチオン交換容量が25meq/100g未満であると、イオン交換により無機層状化合物の層間に挿入(インターカレート)されるカチオン性物質の量が少なくなるために、層間が十分に親有機化されないことがある。一方、カチオン交換容量が200meq/100gを超えると、無機層状化合物の層間の結合力が強固になりすぎて、結晶薄片が剥離しにくくなり、分散性が悪くなることがある。   The cation exchange capacity (CEC) of the inorganic layered compound is not particularly limited, but is preferably, for example, 25 to 200 meq / 100 g, more preferably 50 to 150 meq / 100 g, and 90 to 130 meq / More preferably, it is 100 g. If the cation exchange capacity of the inorganic layered compound is less than 25 meq / 100 g, the amount of the cationic substance inserted (intercalated) between the layers of the inorganic layered compound by ion exchange is reduced, so that the layer is sufficiently hydrophilic. May not be converted. On the other hand, when the cation exchange capacity exceeds 200 meq / 100 g, the bonding force between the layers of the inorganic layered compound becomes too strong, and the crystal flakes are difficult to peel off and the dispersibility may deteriorate.

上記無機層状化合物の具体例としては、例えば、クニミネ工業のスメクトンSA、クニミネ工業のクニピアF、コープケミカル社のソマシフME−100、コープケミカル社のルーセンタイトSWNなどの商品を挙げることができる。   Specific examples of the inorganic layered compound may include products such as Kunimine Industries 'Smecton SA, Kunimine Industries' Kunipia F, Co-op Chemical's Somasif ME-100, and Co-op Chemical's Lucentite SWN.

上記無機層状化合物の層間に存在する無機カチオンを有機カチオンでイオン交換(親有機化)する方法としては、一般に、湿式法を挙げることができる。湿式法は、無機層状化合物を水やアルコール等で十分溶媒和させた後、有機カチオンを加えて撹拌し、無機層状化合物の層間に存在する金属イオンを有機カチオンに置換させ、その後、未置換の有機カチオンを十分に洗浄し、ろ過、乾燥する方法である。その他、有機溶剤中で無機層状化合物と有機カチオンを直接反応させたり、樹脂などの存在下、無機層状化合物と有機カチオンとを押出機中で加熱混練して反応させたりすることもできる。   As a method for ion exchange (organophilicity) of an inorganic cation existing between layers of the inorganic layered compound with an organic cation, a wet method can be generally used. In the wet method, the inorganic layered compound is sufficiently solvated with water, alcohol or the like, and then an organic cation is added and stirred to replace the metal ions existing between the layers of the inorganic layered compound with the organic cation. In this method, the organic cation is sufficiently washed, filtered and dried. In addition, the inorganic layered compound and the organic cation can be directly reacted in an organic solvent, or the inorganic layered compound and the organic cation can be reacted by heating and kneading in an extruder in the presence of a resin or the like.

上記無機層状化合物とTgが100〜400℃の樹脂との配合比率は、質量比で1/100〜100/20であることが好ましく、5/100〜100/50であることがさらに好ましい。無機層状化合物の配合量がTg100〜400℃の樹脂の質量100質量部に対して1質量部未満であると、充分な耐熱性及びガスバリア性が得られない場合がある。一方、Tgが100〜400℃の樹脂の配合量が無機層状化合物100質量部に対して20質量部未満であると、脆性等が悪化する場合がある。   The blending ratio of the inorganic layered compound and the resin having a Tg of 100 to 400 ° C. is preferably 1/100 to 100/20, more preferably 5/100 to 100/50, by mass ratio. If the blending amount of the inorganic layered compound is less than 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the resin having a Tg of 100 to 400 ° C., sufficient heat resistance and gas barrier properties may not be obtained. On the other hand, when the blending amount of the resin having a Tg of 100 to 400 ° C. is less than 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the inorganic layered compound, brittleness and the like may be deteriorated.

上記Tgが100〜400℃の樹脂に無機層状化合物が含まれる層を形成する場合、先ず無機層状化合物とTgが100〜400℃の樹脂とを溶融混練又は溶液中で混合することにより、無機層状化合物を劈開した状態で樹脂中に分散した樹脂組成物を作製することが好ましい。製造プロセスやコストを考慮すると、溶融混練法により混合することが好ましい。   When forming a layer in which the inorganic layered compound is contained in the resin having a Tg of 100 to 400 ° C., the inorganic layered compound and the resin having a Tg of 100 to 400 ° C. are first melt-kneaded or mixed in a solution to form an inorganic layered layer. It is preferable to prepare a resin composition dispersed in a resin with the compound cleaved. Considering the production process and cost, it is preferable to mix by a melt kneading method.

上記溶融混練で使用可能な溶融混練機としては、熱可塑性樹脂について一般に実用されている混練機を挙げることができる。例えば、一軸又は多軸混練押出機、ロール、バンバリーミキサー等を用いることができる。   Examples of the melt kneader that can be used in the melt kneading include kneaders that are generally used for thermoplastic resins. For example, a single-screw or multi-screw kneading extruder, a roll, a Banbury mixer, or the like can be used.

上記樹脂組成物は、次いで通常の溶融押し出し法、カレンダー法、溶液流延法などによりフィルム状に成形することができる。さらに得られたフィルムは一軸延伸又は二軸延伸することも可能である。   The resin composition can then be formed into a film by the usual melt extrusion method, calendar method, solution casting method and the like. Furthermore, the obtained film can be uniaxially stretched or biaxially stretched.

得られた層の表面は、ガスバリアコート層との密着性を向上させる目的で、コロナ処理、グロー処理、UV処理、プラズマ処理などを行ってもよい。さらに、フィルム表面にアンカー層を設けてもよい。   The surface of the obtained layer may be subjected to corona treatment, glow treatment, UV treatment, plasma treatment or the like for the purpose of improving the adhesion with the gas barrier coat layer. Further, an anchor layer may be provided on the film surface.

本発明において、基材フィルムの厚みは5〜500μmであることが好ましく、5〜200μmであることがより好ましく、10〜100μmであることがさらに好ましい。基材フィルムが薄いと強度不足や取扱いが困難になり、厚いと透明性の低下や可撓性が損なわれる傾向がある。   In this invention, it is preferable that the thickness of a base film is 5-500 micrometers, It is more preferable that it is 5-200 micrometers, It is further more preferable that it is 10-100 micrometers. If the base film is thin, the strength is insufficient and handling becomes difficult. If the base film is thick, the transparency and flexibility tend to be impaired.

本発明のガスバリア性積層フィルムは、上記の無機層及びポリシルセスキオキサンを含有する層(欠陥補填層)以外に、さらに以下の各種機能層を有することもできる。   The gas barrier laminate film of the present invention can further have the following various functional layers in addition to the above-described inorganic layer and polysilsesquioxane-containing layer (defect filling layer).

<透明導電層>
透明導電層としては、公知の金属膜、金属酸化物膜が適用できるが、中でも透明性、導電性、機械的特性の点から、金属酸化物膜が好ましい。例えば、不純物としてスズ、テルル、カドミウム、モリブデン、タングステン、フッ素等を添加した酸化インジウム、酸化カドミウム及び酸化スズ、不純物としてアルミニウムを添加した酸化亜鉛、酸化チタン等の金属酸化物膜が挙げられる。なかでも酸化スズを2〜15質量%含有した酸化インジウム(ITO)の薄膜が、透明性、導電性の点で優れており、好ましく用いられる。透明導電層の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンビームスパッタリング法等の方法が挙げられる。
<Transparent conductive layer>
As the transparent conductive layer, a known metal film or metal oxide film can be applied. Among these, a metal oxide film is preferable from the viewpoint of transparency, conductivity, and mechanical properties. For example, a metal oxide film such as indium oxide, cadmium oxide and tin oxide to which tin, tellurium, cadmium, molybdenum, tungsten, fluorine or the like is added as an impurity, and zinc oxide or titanium oxide to which aluminum is added as an impurity can be given. Among them, an indium oxide (ITO) thin film containing 2 to 15% by mass of tin oxide is excellent in terms of transparency and conductivity, and is preferably used. Examples of the method for forming the transparent conductive layer include methods such as vacuum deposition, sputtering, and ion beam sputtering.

透明導電層の膜厚は、15〜300nmであることが適当であり、20〜250nmであることが好ましく、30〜200nmであることがさらに好ましい。膜厚が15〜300nmであれば、連続した膜となり、十分な導電性が得られ、かつ良好な透明性及び耐屈曲性が得られる。   The film thickness of the transparent conductive layer is suitably 15 to 300 nm, preferably 20 to 250 nm, more preferably 30 to 200 nm. If the film thickness is 15 to 300 nm, a continuous film is obtained, sufficient conductivity is obtained, and good transparency and bending resistance are obtained.

透明導電層は、最外層であれば基材フィルム側でもガスバリアコート層側に形成してもよいが、基材フィルムに含まれる微量水分の浸入を防ぐ意味でガスバリアコート層側に形成することが好ましい。   The transparent conductive layer may be formed on the base film side or the gas barrier coat layer side as long as it is the outermost layer, but may be formed on the gas barrier coat layer side in order to prevent the entry of a trace amount of moisture contained in the base film. preferable.

本発明のガスバリア性積層フィルムは、基材フィルムとガスバリアコート層との間に、公知のプライマー層又は無機薄膜層を有することができる。プライマー層としては、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等を用いることが可能であるが、本発明においてはこのプライマー層として有機無機ハイブリッド層を無機薄膜層としては、無機蒸着層又はゾル−ゲル法による緻密な無機コーティング薄膜が好ましい。無機蒸着層としては、シリカ、ジルコニア、アルミナ等の蒸着層が好ましい。無機蒸着層は真空蒸着法、スパッタリング法等により形成することができる。   The gas barrier laminate film of the present invention can have a known primer layer or inorganic thin film layer between the base film and the gas barrier coat layer. As the primer layer, for example, an acrylic resin, an epoxy resin, a urethane resin, a silicone resin, or the like can be used. In the present invention, an organic-inorganic hybrid layer is used as the primer layer, and an inorganic vapor deposition layer or an inorganic thin film layer is used. A dense inorganic coating thin film by a sol-gel method is preferred. As an inorganic vapor deposition layer, vapor deposition layers, such as a silica, a zirconia, an alumina, are preferable. The inorganic vapor deposition layer can be formed by a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, or the like.

ガスバリアコート層の上層又は最外層にはそれぞれ種々の機能層を設置してもよい。該機能層の例としては、反射防止層・偏光層・カラーフィルター・紫外線吸収層・光取出効率向上層等の光学機能層や、ハードコート層・応力緩和層等の力学的機能層、帯電防止層・導電層などの電気的機能層、防曇層、防汚層、被印刷層などが挙げられる。   Various functional layers may be provided on the upper or outermost layer of the gas barrier coat layer. Examples of such functional layers include optical functional layers such as antireflection layers, polarizing layers, color filters, ultraviolet absorbing layers, light extraction efficiency improving layers, mechanical functional layers such as hard coat layers and stress relaxation layers, and antistatic Examples thereof include an electrical functional layer such as a layer / conductive layer, an antifogging layer, an antifouling layer, and a printing layer.

また、ガスバリアコート層の上に、さらに無機層、続いて上述のゾルゲル法による無機層又はポリシルセスキオキサンを含有する層(欠陥補填層)を1回ずつ以上繰り返し積層してもよい。   Further, on the gas barrier coat layer, an inorganic layer, and then an inorganic layer obtained by the sol-gel method or a layer containing polysilsesquioxane (defect filling layer) may be repeatedly laminated one or more times.

本発明のガスバリア性積層フィルムは、上記の基材フィルム、無機層及びポリシルセスキオキサンを含有する層(欠陥補填層)を有する。このため、本発明のガスバリア性積層フィルムは、38℃、相対湿度90%における酸素透過率が0〜0.01ml/m2・day・atmであり、好ましくは、0〜0.008ml/m2・day・atmであり、さらに好ましくは、0〜0.005ml/m2・day・atmである。38℃、相対湿度90%における酸素透過率が0.01ml/m2・day・atm以下であれば、例えば、有機EL発光素子に用いた場合にその劣化を防ぐことができるため好ましい。 The gas barrier laminate film of the present invention has the above-mentioned base film, inorganic layer and layer containing polysilsesquioxane (defect filling layer). Therefore, the gas barrier laminate film of the present invention has an oxygen permeability of 0 to 0.01 ml / m 2 · day · atm at 38 ° C. and 90% relative humidity, preferably 0 to 0.008 ml / m 2. · Day · atm, more preferably 0 to 0.005 ml / m 2 · day · atm. It is preferable that the oxygen permeability at 38 ° C. and relative humidity 90% is 0.01 ml / m 2 · day · atm or less because, for example, when used in an organic EL light emitting device, the deterioration can be prevented.

また、本発明のガスバリア性積層フィルムは、38℃、相対湿度90%における水蒸気透過率は、0〜0.01g/m2・dayであり、好ましくは0〜0.008g/m2・dayであり、さらに好ましくは、0〜0.005g/m2・dayである。38℃、相対湿度90%における酸素透過率が0.01g/m2・day以下であれば、例えば有機EL発光素子に用いた場合にその劣化を防ぐことができるため好ましい。 The gas barrier laminate film of the present invention has a water vapor transmission rate of 0 to 0.01 g / m 2 · day, preferably 0 to 0.008 g / m 2 · day, at 38 ° C. and a relative humidity of 90%. Yes, and more preferably 0 to 0.005 g / m 2 · day. It is preferable that the oxygen permeability at 38 ° C. and relative humidity 90% is 0.01 g / m 2 · day or less because deterioration can be prevented when used in an organic EL light emitting device, for example.

[画像表示素子]
本発明のガスバリア性積層フィルムの用途は特に限定されないが、光学特性と機械特性に優れるため、画像表示素子の透明電極用基板として好適に用いることができる。
ここでいう「画像表示素子」とは、円偏光板・液晶表示素子、タッチパネル、有機EL素子などを意味する。
[Image display element]
Although the use of the gas barrier laminate film of the present invention is not particularly limited, it can be suitably used as a transparent electrode substrate of an image display element because it is excellent in optical characteristics and mechanical characteristics.
The term “image display element” as used herein means a circularly polarizing plate / liquid crystal display element, a touch panel, an organic EL element, or the like.

<円偏光板>
本発明のガスバリア性積層フィルムにλ/4板と偏光板を積層し、円偏光板を作成することができる。この場合、λ/4板の遅相軸と偏光板の吸収軸とが45°になるように積層する。このような偏光板は、長手方向(MD)に対し45°方向に延伸されているものを用いることが好ましく、例えば、特開2002−865554号公報に記載のものを好適に用いることができる。
<Circularly polarizing plate>
A circularly polarizing plate can be produced by laminating a λ / 4 plate and a polarizing plate on the gas barrier laminate film of the present invention. In this case, the lamination is performed so that the slow axis of the λ / 4 plate and the absorption axis of the polarizing plate are 45 °. As such a polarizing plate, it is preferable to use what is extended | stretched in the 45 degree direction with respect to the longitudinal direction (MD), For example, what is described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-865554 can be used suitably.

<液晶表示素子>
反射型液晶表示装置は、下から順に、下基板、反射電極、下配向膜、液晶層、上配向膜、透明電極、上基板、λ/4板、そして偏光膜からなる構成を有する。本発明のガスバリア性積層フィルムは、前記透明電極及び上基板として使用することができる。カラー表示の場合には、さらにカラーフィルター層を反射電極と下配向膜との間、又は上配向膜と透明電極との間に設けることが好ましい。
<Liquid crystal display element>
The reflective liquid crystal display device has a configuration including a lower substrate, a reflective electrode, a lower alignment film, a liquid crystal layer, an upper alignment film, a transparent electrode, an upper substrate, a λ / 4 plate, and a polarizing film in order from the bottom. The gas barrier laminate film of the present invention can be used as the transparent electrode and the upper substrate. In the case of color display, it is preferable to further provide a color filter layer between the reflective electrode and the lower alignment film, or between the upper alignment film and the transparent electrode.

透過型液晶表示装置は、下から順に、バックライト、偏光板、λ/4板、下透明電極、下配向膜、液晶層、上配向膜、上透明電極、上基板、λ/4板及び偏光膜からなる構成を有する。このうち本発明のガスバリア性積層フィルムは、前記上透明電極及び上基板として使用することができる。カラー表示の場合には、さらにカラーフィルター層を下透明電極と下配向膜との間、又は上配向膜と透明電極との間に設けることが好ましい。   The transmissive liquid crystal display device includes a backlight, a polarizing plate, a λ / 4 plate, a lower transparent electrode, a lower alignment film, a liquid crystal layer, an upper alignment film, an upper transparent electrode, an upper substrate, a λ / 4 plate, and a polarization in order from the bottom. It has a structure consisting of a film. Among these, the gas barrier laminate film of the present invention can be used as the upper transparent electrode and the upper substrate. In the case of color display, it is preferable to further provide a color filter layer between the lower transparent electrode and the lower alignment film, or between the upper alignment film and the transparent electrode.

液晶セルは特に限定されないが、より好ましくはTN(Twisted Nematic )型、STN(Supper Twisted Nematic)型又はHAN(Hybrid Aligned Nematic)型、VA(Vertically Alignment)型、ECB型(Electrically Controlled Birefringence)、OCB型(Optically Compensatory Bend)、CPA型(Continuous Pinwheel Alignment)であることが好ましい。   The liquid crystal cell is not particularly limited, but more preferably TN (Twisted Nematic) type, STN (Supper Twisted Nematic) type or HAN (Hybrid Aligned Nematic) type, VA (Vertically Alignment) type, ECB type (Electrically Controlled Birefringence), OCB A type (Optically Compensatory Bend) and a CPA type (Continuous Pinwheel Alignment) are preferable.

<タッチパネル>
タッチパネルは、特開平5-127822号公報、特開2002-48913号公報等に記載されたものに応用することができる。
<Touch panel>
The touch panel can be applied to those described in JP-A-5-127822, JP-A-2002-48913, and the like.

<有機EL素子>
本発明のガスバリア性積層フィルムを有機EL等に用いる場合には、特開平11−335661号、特開平11−335368号、特開2001−192651号、特開2001−192652号、特開2001−192653号、特開2001−335776号、特開2001−247859号、特開2001−181616号、特開2001−181617号、特開2002−181816号、特開2002−181617号、特開2002−056976号等の各公報記載の内容、及び特開2001−148291号、特開2001−221916号、特開2001−231443号各公報と併せて用いることが好ましい。
すなわち、本発明のガスバリア性積層フィルムを、有機EL素子を形成する場合の基材フィルム、及び/又は保護フィルムとして用いることができる。
<Organic EL device>
When the gas barrier laminate film of the present invention is used for organic EL or the like, JP-A-11-335661, JP-A-11-335368, JP-A-2001-192651, JP-A-2001-192652, JP-A-2001-192653. JP, JP 2001-335776, JP 2001-247859, JP 2001-181616, JP 2001-181617, JP 2002-181816, JP 2002-181617, JP 2002-056776. It is preferable to use in combination with the contents described in each of the above publications and JP-A-2001-148291, JP-A-2001-221916, and JP-A-2001-231443.
That is, the gas barrier laminate film of the present invention can be used as a base film and / or a protective film when forming an organic EL element.

以下、実施例に基づき本発明のガスバリア性積層フィルムを詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although the gas barrier laminated film of the present invention will be described in detail based on examples, the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
1.樹脂層(支持体)の作製
ゼオノア1600R(Tg163℃、日本ゼオン(株)製シクロオレフィンポリマー)樹脂100質量部当たりに、ソマシフMTE(コープケミカル(株)製合成雲母)の10質量部を混合した後、二軸押出機(レオミックス600P/PTW25;独ハーケ社製)を用いて、270℃で混練・押出しすることにより、膜厚200μmのフィルム1Aを得た。なお、ソマシフMTEを用いない樹脂層を作製し、これをフィルム1Bとした。
なお、フィルム1A及び1Bの550nmの光透過率は、それぞれ90%及び93%であった。
(Example 1)
1. Preparation of Resin Layer (Support ) 10 parts by mass of Somasif MTE (Corp Chemical Co., Ltd. synthetic mica) was mixed per 100 parts by mass of ZEONOR 1600R (Tg 163 ° C., cycloolefin polymer manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) resin. Then, the film 1A with a film thickness of 200 μm was obtained by kneading and extruding at 270 ° C. using a twin screw extruder (Rheomix 600P / PTW25; manufactured by Haake, Germany). In addition, the resin layer which does not use Somasif MTE was produced, and this was made into the film 1B.
The light transmittance at 550 nm of the films 1A and 1B was 90% and 93%, respectively.

2.第一無機層の作製
上記のフィルム1A及び1B上に、Si蒸発量と酸素ガス導入量をコントロールしつつ、真空下で反応蒸着させ、膜厚60nmの酸化ケイ素層を形成させた。これをフィルム2A及び2Bとした。
2. Production of First Inorganic Layer On the above films 1A and 1B, a silicon oxide layer having a thickness of 60 nm was formed by reactive deposition under vacuum while controlling the amount of Si evaporation and the amount of oxygen gas introduced. This was designated as films 2A and 2B.

3.ポリシルセスキオキサンを含有する層(欠陥補填層)の作製
(籠型ポリシルセスキオキサン)
重合性官能基を有する籠型ポリシルセスキオキサンとして「ポリシクロペンチルシルセスキオキサン(メタクリロキシ置換体)重合性T8立方体(アヅマックス製:SST−H8C51)」を9g、光重合性バインダーとしてKAYARAD−DPHA(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)を1g、及び光重合開始剤としてIRGACURE907を0.1g、をメチルエチルケトン190gに溶解させ塗布液とした。この塗布液を、ワイヤーバーを用いて上記のフィルム2Aに塗布し、酸素濃度0.1%以下の窒素パージ下で160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度350mW/cm2、照射量500mJ/cm2の紫外線を照射及び120℃1分加熱することにより膜厚100nmの欠陥補填層を形成させたフィルム3Aを得た。同様にフィルム2Bに欠陥補填層を形成し、フィルム3Bを得た。
3. Preparation of polysilsesquioxane- containing layer (defect filling layer) (saddle-type polysilsesquioxane)
9 g of “polycyclopentylsilsesquioxane (methacryloxy substituted) polymerizable T8 cube (manufactured by Azumax: SST-H8C51)” as a cage-type polysilsesquioxane having a polymerizable functional group, KAYARAD-DPHA as a photopolymerizable binder 1 g of (dipentaerythritol hexaacrylate) and 0.1 g of IRGACURE907 as a photopolymerization initiator were dissolved in 190 g of methyl ethyl ketone to obtain a coating solution. This coating solution was applied to the film 2A using a wire bar, and a 160 W / cm air-cooled metal halide lamp (manufactured by Eye Graphics Co., Ltd.) under a nitrogen purge with an oxygen concentration of 0.1% or less, A film 3A on which a defect compensation layer having a thickness of 100 nm was formed by irradiation with ultraviolet rays having an illuminance of 350 mW / cm 2 and an irradiation amount of 500 mJ / cm 2 and heating at 120 ° C. for 1 minute was obtained. Similarly, a defect filling layer was formed on the film 2B to obtain a film 3B.

(無定形ポリシルセスキオキサン)
無定形ポリシルセスキオキサンとして「ポリメチルシルセスキオキサン100%メチル(アヅマックス製:SST−3M01)」10g、硬化触媒としてジジブチルスズジアセテート0.05gをメチルエチルケトン190gに溶解させて塗布液とした。この塗布液を、ワイヤーバーを用いて上記フィルム2A上に塗布し、120℃で1時間加熱することにより膜厚100nmの欠陥補填層を形成し、フィルム3Cを得た。
(Amorphous polysilsesquioxane)
10 g of “polymethylsilsesquioxane 100% methyl (manufactured by Amax: SST-3M01)” as amorphous polysilsesquioxane and 0.05 g of didibutyltin diacetate as a curing catalyst were dissolved in 190 g of methyl ethyl ketone to obtain a coating solution. . This coating solution was applied onto the film 2A using a wire bar and heated at 120 ° C. for 1 hour to form a defect-compensating layer having a thickness of 100 nm, thereby obtaining a film 3C.

4.第二無機層の作製
上記のフィルム3A、3B及び3C上に、Si蒸発量と酸素ガス導入量をコントロールしつつ、真空下で反応蒸着させ、膜厚60nmの酸化ケイ素層を形成させた。これをそれぞれフィルム4A、4B及び4Cとした。
4). Production of Second Inorganic Layer On the films 3A, 3B and 3C described above, a silicon oxide layer having a thickness of 60 nm was formed by reactive deposition under vacuum while controlling the amount of Si evaporation and the amount of oxygen gas introduced. These were designated as films 4A, 4B, and 4C, respectively.

5.透明導電層の作製
上記フィルム4A、4B及び4Cを真空チャンバー内に導入し、ITOターゲットを用いて、DCマグネトロンスパッタリングにより、膜厚200nmのITO薄膜からなる透明電極を形成した。これをフィルム5A、5B及び5Cとした。
また、第二無機層を含まないサンプルとして、フィルム3Aに同様に透明導電層を形成した。これをそれぞれフィルム5Dとした。
5). Production of Transparent Conductive Layer The films 4A, 4B and 4C were introduced into a vacuum chamber, and a transparent electrode made of an ITO thin film having a thickness of 200 nm was formed by DC magnetron sputtering using an ITO target. This was made into film 5A, 5B, and 5C.
Moreover, the transparent conductive layer was similarly formed in the film 3A as a sample which does not contain a 2nd inorganic layer. This was designated as film 5D.

6.ポリシルセスキオキサンを含有する層(欠陥補填層)を含まないサンプルの作製
フィルム5Aの欠陥補填層を作製しなかったこと以外は上記と同様の方法によりフィルム6Aを作製した。
6). Film 6A was prepared in the same manner as described above except that the defect-compensating layer of the sample-producing film 5A containing no polysilsesquioxane-containing layer (defect-compensating layer) was not prepared.

7.ポリシルセスキオキサンを含有しない層を有するサンプルの作製
フィルム5Aの欠陥補填層の作製において用いた塗布液の替わりに以下に示すポリシルセスキオキサンを含まない比較用塗布液を用いたこと以外は、上記と同様の方法によりフィルム7Aを作製した。
比較用塗布液は、光重合性バインダーとしてKAYARAD−DPHA(ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物:日本化薬製)10g、及び光重合開始剤としてIRGACURE907(チバガイギー製)0.1gをメチルエチルケトン190gに溶解させて作製した。
7). Preparation of a sample having a layer not containing polysilsesquioxane Other than using the following coating liquid for comparison which does not contain polysilsesquioxane, instead of the coating liquid used in the preparation of the defect compensation layer of film 5A Produced a film 7A by the same method as described above.
The comparison coating solution was 10 g of KAYARAD-DPHA (mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate: manufactured by Nippon Kayaku) as a photopolymerizable binder, and 0.1 g of IRGACURE907 (manufactured by Ciba Geigy) as a photopolymerization initiator. Was dissolved in 190 g of methyl ethyl ketone.

8.ポリシルセスキオキサンを含有する層(欠陥補填層)のみを有するサンプルの作製
フィルム1A上に籠型ポリシルセスキオキサンを含む欠陥補填層のみを積層したフィルム8Aを作製した。
8). Preparation of sample having only a layer containing polysilsesquioxane (defect filling layer) A film 8A in which only a defect filling layer containing a cage polysilsesquioxane was laminated on a film 1A was produced.

<試験例1>
ガスバリア性の測定
本発明のフィルム5A〜5D並びに比較用フィルム2A、2B、6A、7A及び8Aの酸素透過率及び水蒸気透過率を、38℃、相対湿度10%及び90%、MOCON法(酸素:MOCON OX−TRAN 2/20L、水蒸気:MOCON PERMATRAN−W3/31)によって測定した。結果を表1に示す。
<Test Example 1>
Measurement of gas barrier properties Oxygen transmission rate and water vapor transmission rate of films 5A to 5D of the present invention and comparative films 2A, 2B, 6A, 7A and 8A were 38 ° C, relative humidity 10% and 90%, MOCON method (oxygen: MOCON OX-TRAN 2 / 20L, water vapor: MOCON PERMATRAN-W3 / 31). The results are shown in Table 1.

Figure 2005104025
Figure 2005104025

<試験例2>
屈曲試験
前記フィルム試料を20cm×30cmに切り出し、ガスバリアコート層を外側にして両端を貼り合せ円柱状にした後、12mmΦの搬送ローラー2本を両ローラー間に約1Nの張力をかけてフィルムとローラー部が完全に接触し、かつフィルムが滑らぬよう注意しながら30cm/分でフィルムを回転搬送させた。試料は25℃、相対湿度60%の環境で8時間調湿したものを用い、同条件の実験室にて試験を行った。上記操作の後、ガスバリア性の測定を行った。結果を表2に示す。
<Test Example 2>
Bending test The film sample was cut into 20 cm x 30 cm, both ends were bonded to form a cylinder with the gas barrier coat layer on the outside, and then the film and the roller with two 12 mmφ transfer rollers applied with a tension of about 1 N between the two rollers. The film was rotated and conveyed at 30 cm / min with care that the parts were in complete contact and the film did not slip. The sample was conditioned for 8 hours in an environment of 25 ° C. and a relative humidity of 60%, and the test was performed in a laboratory under the same conditions. After the above operation, gas barrier properties were measured. The results are shown in Table 2.

Figure 2005104025
Figure 2005104025

<試験例3>
耐熱試験
前記フィルム試料のバリア性コート層面に、市販の赤外線ヒーターを面照射し表面温度250℃に上昇するまで加熱しその後25℃に放冷したもののガスバリア性の測定を行った。表面温度は市販の放射温度計にてモニターした。結果を表3に示す。
<Test Example 3>
Heat resistance test The surface of the barrier coating layer of the film sample was irradiated with a commercially available infrared heater until heated to a surface temperature of 250 ° C. and then allowed to cool to 25 ° C., and the gas barrier property was measured. The surface temperature was monitored with a commercially available radiation thermometer. The results are shown in Table 3.

Figure 2005104025
Figure 2005104025

表1よりポリシルセスキオキサンを含有する層(欠陥補填層)にポリシルセスキオキサンを含有するガスバリア性積層フィルム(フィルム5A、5B、5C、5D)は、1層の無機層のみを有する場合(フィルム2A、2B)、2層の無機層を積層しているがポリシルセスキオキサンを含有する層を有しない場合(フィルム6A)、ポリシルセスキオキサンを含まない層を有する場合(フィルム7A)及び無機欠陥層のみを有する場合(フィルム8A)より酸素透過率及び水蒸気透過率が遥かに優れていることが分かる。また、本発明のガスバリア性積層フィルムのうち、基材フィルムに無機層状化合物が含まれるフィルム(フィルム2A)は、無機層状化合物を含まないフィルム(フィルム2B)より水蒸気透過率がかなり向上したことが分かる。これより、本発明のガスバリア性積層フィルムは、無機層とポリシルセスキオキサンを含む欠陥補填層を積層する相乗効果により良好なガスバリア性能が得られることが分かる。   From Table 1, the gas barrier laminate film (films 5A, 5B, 5C, 5D) containing polysilsesquioxane in the layer containing polysilsesquioxane (defect filling layer) has only one inorganic layer. In the case (films 2A and 2B), when two inorganic layers are laminated, but there is no layer containing polysilsesquioxane (film 6A), when there is a layer not containing polysilsesquioxane ( It can be seen that the oxygen transmission rate and the water vapor transmission rate are far superior to those of the case having only the film 7A) and the inorganic defect layer (film 8A). Further, among the gas barrier laminated films of the present invention, the film (film 2A) in which the base film contains an inorganic layered compound has a significantly improved water vapor transmission rate than the film not containing the inorganic layered compound (film 2B). I understand. From this, it can be seen that the gas barrier laminated film of the present invention can provide good gas barrier performance due to the synergistic effect of laminating the inorganic layer and the defect compensation layer containing polysilsesquioxane.

さらに本発明のフィルム5A、5B、5Dは、屈曲試験及び耐熱試験によりガスバリア性能の劣化はなかった。また本発明のフィルム5Cはわずかに屈曲試験で劣化したが、ほとんど影響ないレベルであった。これに対し、2層の無機層を積層しているが欠陥補填層を持たない比較用サンプル6Aは屈曲性が悪く、屈曲試験によりガスバリア性能が悪化した。また、ポリシルセスキオキサンを含まない層を有する比較用フィルム7Aは、前述の比較用フィルム6Aよりは優れていたが、本発明より耐熱性が劣り、耐熱試験によりガスバリア性能が悪化した。これより本発明のガスバリア性積層フィルムは、無機層とポリシルセスキオキサンを含む層を積層する相乗効果により良好な耐屈曲性及び耐熱性が得られることが分かる。   Furthermore, the films 5A, 5B, and 5D of the present invention did not deteriorate in gas barrier performance by a bending test and a heat resistance test. Further, the film 5C of the present invention was slightly deteriorated in the bending test, but it was a level having almost no influence. On the other hand, the comparative sample 6A in which the two inorganic layers were laminated but did not have the defect compensation layer had poor flexibility, and the gas barrier performance was deteriorated by the bending test. Moreover, although the comparative film 7A having a layer not containing polysilsesquioxane was superior to the above-described comparative film 6A, the heat resistance was inferior to that of the present invention, and the gas barrier performance was deteriorated by the heat resistance test. From this, it can be seen that the gas barrier laminate film of the present invention has good bending resistance and heat resistance due to the synergistic effect of laminating the inorganic layer and the layer containing polysilsesquioxane.

(実施例2)
1.基板及び有機EL素子の作製
フィルム5Aの透明電極(ITO)より、アルミニウムのリ−ド線を結線し、積層構造体を形成した。
透明電極の表面に、ポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホン酸の水性分散液(BAYER社製、Baytron P:固形分1.3質量%)をスピンコートした後、150℃で2時間真空乾燥し、厚さ100nmのホール輸送性有機薄膜層を形成した。これを基板Xとした。
(Example 2)
1. The lead wire of aluminum was connected from the transparent electrode (ITO) of the board | substrate and the organic EL element production film 5A, and the laminated structure was formed.
The surface of the transparent electrode was spin-coated with an aqueous dispersion of polyethylene dioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (BAYER, Baytron P: solid content 1.3% by mass), and then vacuum-dried at 150 ° C. for 2 hours to obtain a thickness of 100 nm. The hole transportable organic thin film layer was formed. This was designated as substrate X.

一方、厚さ188μmのポリエーテルスルホン(住友ベークライト(株)製スミライトFS−1300)からなる仮支持体の片面上に、下記の組成を有する発光性有機薄膜層用塗布液をスピンコーターを用いて塗布し、室温で乾燥することにより、厚さ13nmの発光性有機薄膜層を仮支持体上に形成した。これを転写材料Yとした。
ポリビニルカルバゾール 40質量部
(Mw=63000、アルドリッチ社製)
トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム錯体 1質量部
(オルトメタル化錯体)
1,2−ジクロロエタン 3200質量部
On the other hand, a coating solution for a light-emitting organic thin film layer having the following composition was formed on one side of a temporary support made of polyethersulfone (Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Sumilite FS-1300) having a thickness of 188 μm using a spin coater. The luminescent organic thin film layer having a thickness of 13 nm was formed on the temporary support by applying and drying at room temperature. This was designated as transfer material Y.
Polyvinylcarbazole 40 parts by mass (Mw = 63000, manufactured by Aldrich)
Tris (2-phenylpyridine) iridium complex 1 part by mass (orthometalated complex)
1,200 parts by mass of 1,2-dichloroethane

前記基板Xの有機薄膜層の上面に転写材料Yの発光性有機薄膜層側を重ね、一対の熱ローラーを用い160℃、0.3MPa、0.05m/minで加熱・加圧し、仮支持体を引き剥がすことにより、基板Xの上面に発光性有機薄膜層を形成した。これを基板XYとした。   The light-emitting organic thin film layer side of the transfer material Y is superimposed on the upper surface of the organic thin film layer of the substrate X, and heated and pressurized at 160 ° C., 0.3 MPa, 0.05 m / min using a pair of heat rollers, and a temporary support Was peeled off to form a light-emitting organic thin film layer on the upper surface of the substrate X. This was designated as substrate XY.

25mm角に裁断した厚さ50μmのポリイミドフイルム(UPILEX−50S、宇部興産製)片面上に、パターニングしたマスク(発光面積が5mmx5mmとなるマスク)を設置し、蒸着法により、250nmの膜厚でAlを製膜し、更に蒸着法により3nmの膜厚でLiFを製膜した。得られた積層構造体の上に下記の組成を有する電子輸送性有機薄膜層用塗布液をスピンコーター塗布機を用いて塗布し、80℃で2時間真空乾燥することにより、厚さ15nmの電子輸送性有機薄膜層をLiF上に形成した。さらにAl電極よりアルミニウムのリード線を結線し、これを基板Zとした。
ポリビニルブチラール2000L 10質量部
(Mw=2000、電気化学工業社製)
1−ブタノール: 3500質量部
下記構造を有する電子輸送性化合物 20質量部
A patterned mask (a mask with a light emission area of 5 mm × 5 mm) is placed on one side of a polyimide film (UPILEX-50S, manufactured by Ube Industries) with a thickness of 50 μm cut into 25 mm square, and Al is deposited to a thickness of 250 nm by vapor deposition. Then, LiF was formed to a thickness of 3 nm by a vapor deposition method. A coating solution for an electron transporting organic thin film layer having the following composition is applied onto the obtained laminated structure using a spin coater coating machine, and vacuum dried at 80 ° C. for 2 hours, whereby an electron having a thickness of 15 nm is obtained. A transportable organic thin film layer was formed on LiF. Furthermore, an aluminum lead wire was connected from the Al electrode, and this was used as a substrate Z.
Polyvinyl butyral 2000L 10 parts by mass (Mw = 2000, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.)
1-butanol: 3500 parts by mass An electron transporting compound having the following structure: 20 parts by mass

Figure 2005104025
Figure 2005104025

基板XYと基板Zを用い、電極同士が発光性有機薄膜層を挟んで対面するように重ね合せ、一対の熱ローラーを用い160℃、0.3MPa、0.05m/minで加熱・加圧し、貼り合せて有機EL素子1を作製した。   Using the substrates XY and Z, the electrodes are stacked so that the electrodes face each other with the light-emitting organic thin film layer interposed therebetween, and heated and pressurized at 160 ° C., 0.3 MPa, 0.05 m / min using a pair of heat rollers, The organic EL element 1 was produced by bonding.

また、比較用の有機EL素子として、基板Xの作製において、支持体としてフィルム5Aの代わりに比較用フィルム7Aを用いた以外は同様の方法により有機EL素子2を作製した。   Further, as a comparative organic EL element, an organic EL element 2 was prepared in the same manner as in the production of the substrate X, except that the comparative film 7A was used instead of the film 5A as a support.

得られた有機EL素子1及び2にソースメジャーユニット2400型(東洋テクニカ(株)製)を用いて、直流電圧を印加し、発光させた。本発明の有機EL素子1は良好に発光した。比較用の有機EL素子2は比較的良好に発光した。
有機EL素子1及び2を素子作成後25℃相対湿度10%と90%下にそれぞれ12時間ずつ10日間放置し、同様にして発光させてみたところ、有機EL素子1は同様に良好な発光が見られたものの、有機EL素子2においては、欠陥が増大していた。
A direct measure voltage was applied to the obtained organic EL elements 1 and 2 using a source measure unit 2400 type (manufactured by Toyo Technica Co., Ltd.) to emit light. The organic EL device 1 of the present invention emitted light well. The comparative organic EL element 2 emitted light relatively well.
When the organic EL elements 1 and 2 were left to stand for 10 hours at 25 ° C. and 10% and 90% relative humidity for 10 hours respectively after the element was made to emit light in the same manner, the organic EL element 1 similarly emitted good light. Although seen, in the organic EL element 2, defects increased.

本発明のガスバリア性積層フィルムは、耐屈曲性、耐熱性及びガスバリア性に優れるため、各種のデバイス、特に画像表示素子の基板として利用することができる。さらに本発明の画像表示素子は、優れた耐屈曲性、耐熱性及びガスバリア性を有するため、フレキシブルな基板を有する素子として様々なデバイス製品に利用することができる。   Since the gas barrier laminate film of the present invention is excellent in bending resistance, heat resistance and gas barrier properties, it can be used as a substrate for various devices, particularly image display elements. Furthermore, since the image display element of the present invention has excellent bending resistance, heat resistance and gas barrier properties, it can be used in various device products as an element having a flexible substrate.

Claims (7)

基材フィルム上に、少なくとも1層の無機層と、少なくとも1層のポリシルセスキオキサンを含有する層とを有するガスバリア性積層フィルム。 A gas barrier laminate film having at least one inorganic layer and at least one layer containing polysilsesquioxane on a base film. 前記基材フィルム上に、前記無機層と、前記ポリシルセスキオキサンを含有する層とをこの順に積層する請求項1に記載のガスバリア性積層フィルム。 The gas barrier laminate film according to claim 1, wherein the inorganic layer and the layer containing the polysilsesquioxane are laminated in this order on the base film. 前記ポリシルセスキオキサンが籠型ポリシルセスキオキサン又はその部分開裂構造体である請求項1又は2に記載のガスバリア性積層フィルム。 The gas barrier laminate film according to claim 1 or 2, wherein the polysilsesquioxane is a cage polysilsesquioxane or a partially cleaved structure thereof. 前記ポリシルセスキオキサンを含有する層が重合性官能基を有するポリシルセスキオキサンと多官能モノマーとの共重合体を含む層である請求項1〜3のいずれか一項に記載のガスバリア性積層フィルム。 The gas barrier according to any one of claims 1 to 3, wherein the layer containing polysilsesquioxane is a layer containing a copolymer of polysilsesquioxane having a polymerizable functional group and a polyfunctional monomer. Laminated film. 前記基材フィルムが無機層状化合物を含有する請求項1〜4のいずれか一項に記載のガスバリア性積層フィルム。 The gas barrier laminate film according to any one of claims 1 to 4, wherein the base film contains an inorganic layered compound. 38℃、相対湿度90%における酸素透過率が0.01ml/m2・day・atm以下であり、かつ38℃、相対湿度90%における水蒸気透過率が0.01g/m2・day以下であることを特徴とする請求項1〜5記載のガスバリア性積層フィルム。 The oxygen permeability at 38 ° C. and 90% relative humidity is 0.01 ml / m 2 · day · atm or less, and the water vapor permeability at 38 ° C. and 90% relative humidity is 0.01 g / m 2 · day or less. The gas barrier laminate film according to claim 1, wherein: 請求項1〜6のいずれか一項に記載のガスバリア性積層フィルムを用いた画像表示素子。 The image display element using the gas-barrier laminated film as described in any one of Claims 1-6.
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